1 单例设计模式介绍
所谓类的单例设计模式，就是采取一定的方法保证在整个的软件系统中，对某个类只能存在一个对象实例，并且该类只提供一个取得其对象实例的方法(静态方法)。比如MyBatis的SqlSessionFactory，它充当数据存储源的代理，并负责创建 SqlSession对象。但SqlSessionFactory并不是轻量级的，一般情况下，一个项目通常只需要一个SqlSessionFactory 就够，这是就会使用到单例模式。 2 单例设计模式八种方式
(1) 饿汉式(静态常量) (2) 饿汉式(静态代码块)
(3) 懒汉式(线程不安全) (4) 懒汉式(线程安全，同步方法) (5) 懒汉式(线程安全，同步代码块)
(6) 双重检查 (7) 静态内部类 (8) 枚举 2-1 饿汉式(静态常量)
2-1-1.使用步骤
(1) 构造器私有化(防止new)。
(2) 类的内部创建对象。
(3) 向外暴露一个静态的公共方法，getInstance()。 2-1-2 代码实现
class Singleton {
//1. 构造器私有化, 外部能new
private Singleton() {}
//2.本类内部创建对象实例
private final static Singleton instance = new Singleton();
//3. 提供一个公有的静态方法，返回实例对象
public static Singleton getInstance() {
return instance;
}
}
//测试类 public class SingletonTest01 {
public static void main(String[] args) {
//测试
Singleton instance1 = Singleton.getInstance();
Singleton instance2 = Singleton.getInstance();
System.out.println(instance1 == instance2); // true
System.out.println("instance1.hashCode=" + instance1.hashCode());
System.out.println("instance2.hashCode=" + instance2.hashCode());
}
} 2-1-3 优缺点说明
(1) 优点：这种写法比较简单，就是在类装载的时候就完成实例化。避免了线程同步问题。
(2) 缺点：在类装载的时候就完成实例化，没有达到Lazy Loading的效果。如果从始至终从未使用过这个实例，则 会造成内存的浪费。
(3) 这种方式是基于classloder机制避免了多线程的同步问题，不过，instance在类装载时就实例化，在单例模式中大多数都是通过getInstance()方法调用，但是导致类装载的原因有很多种，因此不能确定有其他的方式（或者其他的静态方法）导致类装载，这时候初始化instance 就没有达到 lazy loading 的效果 2-1-4 结论：
这种单例模式可用，可能造成内存浪费。 2-2 饿汉式(静态代码块)
2-2-1.使用步骤
(1) 构造器私有化(防止new)。
(2) 在类的静态代码块种创建对象。
(3) 向外暴露一个静态的公共方法，getInstance()。 2-2-2 代码实现
class Singleton {
//1. 构造器私有化, 外部能new
private Singleton() {}
//2.在类的静态代码块种创建对象
private static Singleton instance;
static{
instance = new Singleton();
}
//3. 提供一个公有的静态方法，返回实例对象
public static Singleton getInstance() {
return instance;
}
}
//测试类 public class SingletonTest02 {
public static void main(String[] args) {
//测试
Singleton instance1 = Singleton.getInstance();
Singleton instance2 = Singleton.getInstance();
System.out.println(instance1 == instance2); // true
System.out.println("instance1.hashCode=" + instance1.hashCode());
System.out.println("instance2.hashCode=" + instance2.hashCode());
}
} 2-2-3 优缺点说明
和饿汉式(静态常量)的优缺点一样。 2-2-4 结论：
这种单例模式可用，可能造成内存浪费。 2-3 懒汉式(线程不安全)
2-3-1.使用步骤
(1) 构造器私有化(防止new)。
(2) 提供一个静态的公有方法getInstance()，当使用到该方法时，才去创建instance。即懒汉式 2-3-2 代码实现
class Singleton {
private static Singleton instance;
private Singleton() {}
//提供一个静态的公有方法，当使用到该方法时，才去创建 instance。
public static Singleton getInstance() {
if(instance == null) {
instance = new Singleton();
}
return instance;
}
}
//测试类 public class SingletonTest03 {
public static void main(String[] args) {
System.out.println("懒汉式1 ,线程不安全~");
Singleton instance1 = Singleton.getInstance();
Singleton instance2 = Singleton.getInstance();
System.out.println(instance1 == instance2); // true
System.out.println("instance1.hashCode=" + instance1.hashCode());
System.out.println("instance2.hashCode=" + instance2.hashCode());
} } 2-3-3 优缺点说明
(1) 起到了 Lazy Loading 的效果，但是只能在单线程下使用。
(2) 如果在多线程下，一个线程进入了if(singleton==null)判断语句块，还未来得及往下执行，同时，另一个线程也通过了这个判断语句，这时便会产生多个实例。所以在多线程环境下不可使用这种方式。 2-3-4 结论：
在实际开发中，不要使用这种方式。 2-4 懒汉式(线程安全，同步方法)
2-4-1.使用步骤
(1) 构造器私有化(防止new)。
(2) 在getInstance()方法上加入 同步处理的代码，解决线程安全问题。 2-4-2 代码实现
// 懒汉式(线程安全，同步方法) class Singleton { private static Singleton instance;
private Singleton() {}
//提供一个静态的公有方法，加入同步处理的代码，解决线程安全问题
public static synchronized Singleton getInstance() {
if(instance == null) {
instance = new Singleton();
}
return instance;
}
}
//测试类 public class SingletonTest04 {
public static void main(String[] args) {
//测试
System.out.println("懒汉式2 ， 线程安全~");
Singleton instance1 = Singleton.getInstance();
Singleton instance2 = Singleton.getInstance();
System.out.println(instance1 == instance2); // true
System.out.println("instance1.hashCode=" + instance1.hashCode());
System.out.println("instance2.hashCode=" + instance2.hashCode());
}
} 2-4-3 优缺点说明
(1) 解决了线程安全问题,效率太低了。
(2) 每个线程在想获得类的实例时候，执行getInstance()方法都要进行同步。而其实这个方法只执行一次实例化代码就够了，后面的想获得该类实例，直接 return 就行了。方法进行同步效率太低。 2-4-4 结论：
在实际开发中，不推荐使用这种方式。 2-5 懒汉式(线程安全，同步代码块)
2-5-1 代码实现
class Singleton {
//1. 构造器私有化, 外部能new
private Singleton() {}
//2.在类的静态代码块种创建对象
private static Singleton instance;
//3. 提供一个公有的静态方法，返回实例对象
public static Singleton getInstance() {
if(instance == null) {
synchronized (Singleton.class){
instance = new Singleton();
}
}
return instance;
}
} 2-5-2 结论：
不推荐使用。 2-6 双重检查
2-6-1.使用步骤
提供一个静态的公有方法，加入双重检查代码，解决线程安全问题,同时解决懒加载问题同时保证了效率, 推荐使用 2-6-2 代码实现
class Singleton {
private static volatile Singleton instance;
private Singleton() {}
public static Singleton getInstance() {
if(instance == null) {
synchronized (Singleton.class) {
if(instance == null) nstance = new Singleton();
}
}
return instance;
}
}
//测试类 public class SingletonTest06 {
public static void main(String[] args) {
//测试
System.out.println("双重检查");
Singleton instance1 = Singleton.getInstance();
Singleton instance2 = Singleton.getInstance();
System.out.println(instance1 == instance2); // true
System.out.println("instance1.hashCode=" + instance1.hashCode());
System.out.println("instance2.hashCode=" + instance2.hashCode());
}
} 2-6-3 优缺点说明
(1) Double-Check 概念是多线程开发中常使用到的，如代码中所示，我们进行了两次 if(singleton == null)检查，这样就可以保证线程安全了。
(2) 这样，实例化代码只用执行一次，后面再次访问时，判断if(singleton==null)，直接 return 实例化对象，也避 免的反复进行方法同步。
(3) 线程安全；延迟加载；效率较高 2-6-4 结论：
提供一个静态的公有方法，加入双重检查代码，解决线程安全问题,同时解决懒加载问题同时保证了效率, 推荐使用。 2-7 静态内部类
2-7-1.使用步骤
写一个静态内部类,该类中有一个静态属性 Singleton
静态内部类完成， 推荐使用 2-7-2 代码实现
class Singleton {
private Singleton() {}
//写一个静态内部类,该类中有一个静态属性 Singleton
private static class SingletonInstance {
private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
}
//提供一个静态的公有方法，直接返回SingletonInstance.INSTANCE
public static synchronized Singleton getInstance() {
return SingletonInstance.INSTANCE;
}
}
//测试类 public class SingletonTest07 {
public static void main(String[] args) {
//测试
System.out.println("使用静态内部类完成单例模式");
Singleton instance1 = Singleton.getInstance();
Singleton instance2 = Singleton.getInstance();
System.out.println(instance1 == instance2); // true
System.out.println("instance1.hashCode=" + instance1.hashCode());
System.out.println("instance2.hashCode=" + instance2.hashCode());
}
} 2-7-3 优缺点说明
(1) 这种方式采用了类装载的机制来保证初始化实例时只有一个线程。
(2) 静态内部类方式在Singleton类被装载时并不会立即实例化，而是在需要实例化时，调用getInstance()方法，才会装载SingletonInstance 类，从而完成 Singleton的实例化。
(3) 类的静态属性只会在第一次加载类的时候初始化，所以在这里，JVM帮助我们保证了线程的安全性，在类进行 初始化时，别的线程是无法进入的。
(4) 优点：避免了线程不安全，利用静态内部类特点实现延迟加载，效率高 2-7-4 结论：
推荐使用。 2-8 枚举
2-8-1.使用步骤
使用枚举，可以实现单例, 推荐使用。 2-8-2 代码实现
enum Singleton { INSTANCE; //属性 public void sayOK() { System.out.println("ok~"); } }
//测试类 public class SingletonTest08 {
public static void main(String[] args) {
//测试
Singleton instance1 = Singleton.INSTANCE;
Singleton instance2 = Singleton.INSTANCE;
System.out.println(instance1 == instance2);
System.out.println(instance1.hashCode());
System.out.println(instance2.hashCode());
instance1.sayOK();
}
} 2-8-3 优缺点说明
(1) 这借助JDK1.5中添加的枚举来实现单例模式。不仅能避免多线程同步问题，而且还能防止反序列化重新创建 新的对象。
(2) 这种方式是 Effective Java 作者 Josh Bloch 提倡的方式。 2-8-4 结论：
推荐使用。 3 单例模式在 JDK 应用的源码分析
(1) 我们 JDK 中，java.lang.Runtime 就是经典的单例模式(饿汉式)
(2) 代码展示(主要部分代码展示)
public class Runtime {
private static final Runtime currentRuntime = new Runtime();
/**
* Returns the runtime object associated with the current Java application.
* Most of the methods of class {@code Runtime} are instance
* methods and must be invoked with respect to the current runtime object.
*
* @return the {@code Runtime} object associated with the current
* Java application.
*/
public static Runtime getRuntime() {
return currentRuntime;
}
/** Don't let anyone else instantiate this class */
private Runtime() {}
}
4 单例模式注意事项和细节说明
(1) 单例模式保证了系统内存中该类只存在一个对象，节省了系统资源，对于一些需要频繁创建销毁的对象，使用单例模式可以提高系统性能。
(2) 当想实例化一个单例类的时候，必须要记住使用相应的获取对象的方法，而不是使用new
(3) 单例模式使用的场景：需要频繁的进行创建和销毁的对象、创建对象时耗时过多或耗费资源过多(即：重量级对象)，但又经常用到的对象、工具类对象、频繁访问数据库或文件的对象(比如数据源、session工厂等) 5 小结
单例模式的几种实现方式的比较： 序号 单例模式实现方法 推荐指数 (1) 饿汉式(静态常量) 单例模式可用，可能造成内存浪 (2) 饿汉式(静态代码块) 单例模式可用，可能造成内存浪 (3) 懒汉式(线程不安全) 禁止使用 (4) 懒汉式(线程安全，同步方法) 不推荐使用 (5) 懒汉式(线程安全，同步代码块) 不推荐使用 (6) 双重检查 推荐使用，线程安全；延迟加载；效率较高 (7) 静态内部类 推荐使用 (8) 枚举 推荐使用
