剑指offer 面试题2—实现单例模式

题目：设计一个类，我们只能生成该类的一个实例。

解法一：懒汉式单例



1.适用于单线程环境

//懒汉式单例类.在第一次调用的时候实例化自己   
    public class Singleton {  
        //私有的默认构造子  
        private Singleton() {}  
        //注意，这里没有final      
        private static Singleton single=null;  
        //静态工厂方法   
        public static Singleton getInstance() {  
             if (single == null) {    
                 single = new Singleton();  
             }    
            return single;  
        }  
    }

以上懒汉式单例的实现没有考虑线程安全问题，它是线程不安全的，并发环境下很可能出现多个Singleton实例。

设想两个线程同时运行到判断single是否为null的if语句，并且single的确没有创建时，那么两个线程都会创建一个实例，此时就不满足单例模式的要求了。

2.多线程但效率不高

添加同步锁

public class Singleton {  
        //私有的默认构造子  
        private Singleton() {}  

        //注意，这里没有final      
        private static Singleton single=null;  
        //静态工厂方法   
        public static Singleton getInstance() {  
            synchronized(this){
                 if (single == null) {    
                     single = new Singleton();  
                 }
            }    
            return single;  
        }  
    }

3.加同步锁前后两次判断实例是否存在

加锁耗时。可以实现只有当single为null即没有创建时，需要加锁操作，当single创建出来之后，则无须加锁。

public class Singleton {  
        //私有的默认构造子  
        private Singleton() {}  

        //注意，这里没有final      
        private static Singleton single=null;  
        //静态工厂方法   
        public static Singleton getInstance() {  
            if (single == null) {
                 synchronized(this){
                     if (single == null) {    
                         single = new Singleton();  
                     }
                 }   
            } 
            return single;  
        }  
    }

解法二：饿汉式单例

//饿汉式单例类.在类初始化时，已经自行实例化   
public class Singleton2 {  
    //私有的默认构造子  
    private Singleton2() {}  
    //已经自行实例化   
    private static final Singleton2 single = new Singleton1();  
    //静态工厂方法   
    public static Singleton1 getInstance() {  
        return single;  
    }  
}

饿汉式在类创建的同时就已经创建好一个静态的对象供系统使用，以后不再改变，所以是线程安全的。

解法三：登记式单例

//类似Spring里面的方法，将类名注册，下次从里面直接获取。  
    public class Singleton3 {  
        private static Map<String,Singleton3> map = new HashMap<String,Singleton3>();  
        static{  
            Singleton3 single = new Singleton3();  
            map.put(single.getClass().getName(), single);  
        }  
        //保护的默认构造子  
        protected Singleton3(){}  
        //静态工厂方法,返还此类惟一的实例  
        public static Singleton3 getInstance(String name) {  
            if(name == null) {  
                name = Singleton3.class.getName();  
                System.out.println("name == null"+"--->name="+name);  
            }  
            if(map.get(name) == null) {  
                try {  
                    map.put(name, (Singleton3) Class.forName(name).newInstance());  
                } catch (InstantiationException e) {  
                    e.printStackTrace();  
                } catch (IllegalAccessException e) {  
                    e.printStackTrace();  
                } catch (ClassNotFoundException e) {  
                    e.printStackTrace();  
                }  
            }  
            return map.get(name);  
        }  
        //一个示意性的商业方法  
        public String about() {      
            return "Hello, I am RegSingleton.";      
        }      
        public static void main(String[] args) {  
            Singleton3 single3 = Singleton3.getInstance(null);  
            System.out.println(single3.about());  
        }  
    }

登记式单例实际上维护了一组单例类的实例，将这些实例存放在一个Map（登记薄）中，对于已经登记过的实例，则从Map直接返回，对于没有登记的，则先登记，然后返回。

饿汉式和懒汉式区别
这两种乍看上去非常相似，其实是有区别的，主要两点
1、线程安全：
饿汉式是线程安全的，可以直接用于多线程而不会出现问题，懒汉式就不行，它是线程不安全的，如果用于多线程可能会被实例化多次，失去单例的作用。
如果要把懒汉式用于多线程，有两种方式保证安全性，一种是在getInstance方法上加同步，另一种是在使用该单例方法前后加双锁。
2、资源加载：
饿汉式在类创建的同时就实例化一个静态对象出来，不管之后会不会使用这个单例，会占据一定的内存，相应的在调用时速度也会更快，
而懒汉式顾名思义，会延迟加载，在第一次使用该单例的时候才会实例化对象出来，第一次掉用时要初始化，如果要做的工作比较多，性能上会有些延迟，之后就和饿汉式一样了。

引用：

http://www.lai18.com/content/506877.html（经典必看）