设计模式——单例模式

作为开发者的我们，想必设计模式对大家来说并不陌生，设计模式共有23种，分别是：工厂方法（FactoryMethod）、抽象工厂（AbstractFactory） 、建造者模式（Builder）、单态模式（Singleton）、 原型模式（Prototype）、 适配器模式（Adapter）、桥接模式（Bridge） 、组合模式（Composite） 、装饰模式（Decorator）、外观模式（Facade）、 享元模式（Flyweight）、代理模式（Proxy）、责任链模式（Chain of Responsibility）、 命令模式（Command）、 解释器模式（Interpreter） 、迭代器模式（Iterator）、中介者模式（Mediator）、备忘录模式（Memento）、观察者模式（Observer）、状态模式（State）、策略模式（Strategy） 、模板方法（TemplateMethod）、访问者模式（Visitor）。这23种设计模式又分为三类，分别是：创建型模式、结构型模式和行为型模式。创建型模式分别包含的是工厂方法（FactoryMethod）、抽象工厂（AbstractFactory） 、建造者模式（Builder）、单态模式（Singleton）、 原型模式（Prototype）。结构型模式分别包含的是： 适配器模式（Adapter）、桥接模式（Bridge） 、组合模式（Composite） 、装饰模式（Decorator）、外观模式（Facade）、 享元模式（Flyweight）、代理模式（Proxy）。行为型模式分别包含的是：责任链模式（Chain of Responsibility）、 命令模式（Command）、 解释器模式（Interpreter） 、迭代器模式（Iterator）、中介者模式（Mediator）、备忘录模式（Memento）、观察者模式（Observer）、状态模式（State）、策略模式（Strategy） 、模板方法（TemplateMethod）、访问者模式（Visitor）。

了解了以上还远远不够，下面我们就来了解一下23种设计模式之一的单例模式。单例模式对我们开发者来说是再熟悉不过了。单例模式又分为饿汉式（线程安全，调用效率高。但是不能延时加载）、懒汉式（线程安全，调用效率低。可以延时加载）、双重检测锁（由于此模式偶尔会出现问题，不建议使用）、静态内部类式（线程安全，调用效率高。可以延时加载）、枚举单例（线程安全，调用效率高。不能延时加载）。单例模式的优点是：减少系统开销。我们经常使用的是饿汉式和懒汉式这两种。我们先来说一下饿汉式，饿这个字我想大家都知道啥意思，举个例子：当你很饿的时候你会去挑选你喜欢的食物吗？当然不会。当你很饿的时候，恰好发现有一些食物，此时的你不管是否是自己喜欢的食物，只要能充饥你都会去吃的。饿汉式模式也是一样，不论是否使用，先创建一个实例再说。缺点就是如果只加载本类，而不去调用getSingleton（）这个方法的话，将会造成资源的浪费。因为一开始上来不论分说的先创建实例，这样很容易造成资源浪费。

public class Singleton {
private static Singleton singleton = new Singleton();

public Singleton() {
}

public static Singleton getSingleton() {
return singleton;
}
}

懒汉式则就不同了，懒汉式就好比你不是很饿，此时的你很困正在床上休息，不论旁边的人如何喊你吃东西，只要不是自己特别喜欢吃的，你都懒得起来去吃，当听到有你喜欢吃的东西的时候此时的你可能会去品尝一下。懒汉式就是这样，不调用就不实例化。虽然解决了资源的浪费，但是由于每次调用getSingleton() 时都要同步，造成并发效率特别低。也许有人会说我不会不加synchronized 这个关键字进行同步限制吗？但是这样做是不行的，如果并发量有点高的情况下容易造成多次实例化，比如说线程1和线程2调用了getSingleton()这个方法，当刚调用还没有来得及判断singleton是否为空是，此时线程1挂起了，然后当线程2执行到singleton = new Singleton2()时，线程2挂起，此时线程1又从刚刚挂起的地方执行，这样就导致被实例化了两次。如果加了synchronized 以后，即使线程1挂起，线程2也不会去执行，直到线程1执行完，线程2才会去执行。

public class Singleton2 {
private static Singleton2 singleton;

public Singleton2() {
}

public static synchronized Singleton2 getSingleton() {
if (singleton==null){
singleton = new Singleton2();
}
return singleton;
}
}

双重检测锁，顾名思义就是多次检测，这个模式将同步内容放到if里面，这样做提高了执行效率，没有必要每次获取对象时都要进行同步，只有第一次才会同步，以后每次都不需要。由于编译器优化问题此模式不建议使用。

public class Singleton3 {
private static Singleton3 singleton=null;

public Singleton3() {
}

public static Singleton3 getSingleton() {
if (singleton==null){
Singleton3 st;
synchronized (Singleton3.class){
st = singleton;
if (st==null){
synchronized (Singleton3.class){
if (st==null){
st = new Singleton3();
}
}
singleton = st;
}
}
}
return singleton;
}
}

静态内部类模式，里面会用到final 这个关键字，static final 的作用就是防止被改变。这样获取到的空间地址永远是不会改变的，这样就会保证只有一个实例存在，而且是线程安全的。具备有高并发和延时加载的优势。

public class Singleton4 {
private static class SingletonDemo{
private static final Singleton4 singleton = new Singleton4();
}

public Singleton4() {
}

public static Singleton4 getSingleton() {
return SingletonDemo.singleton;
}
}

枚举单例，枚举本身就是单例，缺点就是没有延时加载。

public enum  Singleton5 {
SINGLETON;
}

基于以上五种单例模式我们应该如何选择呢？如果是单例对象，占用资源较少，而且又不需要延时加载的话枚举式好于饿汉式。如果是单例对象，占用资源较大，而且需要延时加载的话静态内部类好于懒汉式。单例模式就到此结束了，平时我们使用的Application里面就涉及有单例模式。