设计模式——单例模式

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单例模式（Singleton）

首先来明确一个问题，那就是在某些情况下，有些对象，我们只需要一个就可以了，

比如，一台计算机上可以连好几个打印机，但是这个计算机上的打印程序只能有一个，

这里就可以通过单例模式来避免两个打印作业同时输出到打印机中，

即在整个的打印过程中我只有一个打印程序的实例。

简单说来，单例模式（也叫单件模式）的作用就是保证在整个应用程序的生命周期中，

任何一个时刻，单例类的实例都只存在一个（当然也可以不存在）。

单例模式的结构图

从上面的类图中可以看出，在单例类中有一个构造函数 Singleton ，

但是这个构造函数却是私有的（前面是“ - ”符号），

然后在里面还公开了一个 GetInstance（）方法，

通过上面的类图不难看出单例模式的特点，从而也可以给出单例模式的定义

单例模式保证一个类仅有一个实例，同时这个类还必须提供一个访问该类的全局访问点。

下面来看代码：

public class Singleton1 {
    private static Singleton1 instance;
    private Singleton1(){
        System.out.println("我是线程不安全的饿汉singleton");
    }

    public static Singleton1 getSingleton1(){
        if (instance==null) {
            instance = new Singleton1();
        }

        return instance;
    }

}

如上面代码所示，这种写法是最不推荐的，也是因为它的线程不安全，我们来看一下测试代码和运行结果：

线程不安全的singleton

public class SingletonTest {
    public static void main(String[] args){

        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            new Thread(new Runnable() {

                @Override
                public void run() {
                    Singleton1.getSingleton1();

                }
            }).start();
        }

    }
}

这里new了三个singleton，在多线程环境下可能存在多个线程判断instance==null，所以会分别new出自己的instance，这显然违背了单例模式的初衷。

接下来我们换种写法：

线程安全的饿汉singleton

public class Singleton2 {
    private static Singleton2 instance = new Singleton2();
    private Singleton2(){
        System.out.println("我是线程安全的饿汉singleton");
    }

    public static Singleton2 getSingleton1(){

        return instance;
    }

}

下面是运行结果：



为什么说是饿汉的singleton，因为如上面代码所示，在用到示例instance之前就已经把它初始化好了，虽然这里是线程安全的，但是也会影响性能，所以我们来看第三种singleton。

线程安全的懒汉singleton

public class Singleton {
    private Singleton(){
        System.out.println("我是线程安全的singleton");
    }

    private static class singletonHolder{
        private final static Singleton instance = new Singleton();
    } 

    public static Singleton getSingleton(){
        return singletonHolder.instance;
    }

}

下面是运行结果：



如上述代码所示，这里用到了singletonHolder这个内部类，这个内部类只会在singletonHolder.instance中用到，也就是用的时候才会初始化，故称为懒汉singleton，这样既解决了多线程下不安全的问题，同时也解决了提前初始化影响的性能问题，所以是最推荐的一种写法。