设计模式之单例模式java语言的实现

首先看一下单例模式的定义

单例模式是一种常用的软件设计模式。在它的核心结构中只包含一个被称为单例的特殊类。通过单例模式可以保证系统中一个类只有一个实例。即一个类只有一个对象实例，所有的都共享这个实例。既然规定一个类只有一个实例，也即使如何保证一个对象实例化的唯一性，那么该如何实现呢？

单例模式下存在两种实现模式

1.懒汉模式

顾名思义，通过名称我们可以理解，既然谈到了懒汉，就是到真正用的时候才初始化，若是不用，那么就一直懒在那里。

2.饥汉模式

所谓饥汉模式，就是在类装载的时候就给初始化了，满足其饥饿的的需求

下面看看JAVA语言下单例的实现

版本一：java语言下最简单的懒汉模式

/**
*懒汉加载模式,全局的单例实例在第一次初始化的时候被加载
*/
public class Single1 {
private static Single1 instance=null;
//构造方法改成私有
private Single1(){

}

public static Single1 getInstance(){
if (instance==null) {
instance=new Single1();
}
return instance;
}
}

版本一是最简单的懒汉模式实现的代码，代码简单易懂，那么这种代码存在什么样的弊端的？多线程下如何是否能保证获取的实例是唯一的？那么我们来看下版本三，是该版的增强版，加入了synchronized,实现方法的“独占性”。

版本二：java语言下最简单的饥汉模式

/**
* 饥汉模式 在类装载的时候构建
*/
public class Single2 {
private static Single2 instance=new Single2();

private Single2(){

}

private static Single2 getInstance(){
return instance;
}
}

版本二是最简单的饥汉模式下java代码的实现，这里不做多说，在下面的几个版本对比过后再详细阐述说明。

版本三：针对版本一的增强版（同步方法版）

/**
* 懒汉模式下的改进  Syn版
*/
public class Single3 {
private static Single3 instance=null;

private Single3(){

}

public static synchronized Single3 getInstance(){
if (instance==null) {
instance=new Single3();
}
return instance;
}

}

版本三是版本一的增强版，使用同步方法实现，当多线程的环境下进入此方法，只能保证一个线程进入此方法，而别的线程就无奈的等着，直到线程释放后后面的线程才有机会占有该方法。版本三解决了版本一在多线程环境下无法获取唯一实例的问题。

问题来了，这个版本有没有什么问题呢？是不是就算是perfect的呢？答案是否定的，我们知道用synchronized修饰方法的时候，那么此方法在多线程的环境下有且仅有一个可以进入此方法，那么问题就来了，这样情况下吞吐率是不是就很低了？是的，没错，那么在版本三的基础上是否还有更好的方案呢？

版本四：针对版本三的增强版

/**
* 懒汉模式 syn改进版
*/
public class Single4 {
private static Single4 instance=null;

private Single4(){

}

public static Single4 getInstance(){
if (instance==null) {
synchronized (Single4.class) {
if (instance==null) {
instance=new Single4();
}
}
}
return instance;
}

}首先对比一下版本三和版本四，是不是发现变化不是很大，只是稍作改动，而正是这样的稍作改动，多线程的环境下就提升了很大的效率。简单解释一下，首先方法不是独占的，当判断第一次instance==null的时候，这里多线程都是可以跑到此处的，ok，synchronized就来了，此处霸道的独占就开始了。下面还有一个instance==null的判断，为什么呢？我个人理解，多线程情况下，可能在第一个null的判断之处有的已经执行了，那么此处做一次判断，避免了多实例的情况。

版本五：针对版本四的增强版

/**
*
* 懒汉模式  共享对象，Syn版
*/
public class Single5 {
private static volatile Single5 instance=null;

private Single5(){

}

public static Single5 getInstance(){
if (instance==null) {
synchronized(Single5.class){
if (instance==null) {
instance=new Single5();
}
}
}
return instance;
}
}

该版本是在版本四的基础上再次做了一次改进。该版本引入了voliatile关键字，实现了多线程环境下线程内存的数据共享。个人认为版本四基本可以满足日常开发的需求；

至此，五个版本已经写完，下面简要说下懒汉模式和饥汉模式个人的一些看法：

1.加载时间不同，饥汉模式是在JVM启动，类加载的时候加载。懒汉模式是在第一次实例化的时候加载。

2.可使用，可扩展性不同，比如，单例变量需要使用一些变量或者参数等，那么饥汉模式的弊端就彰显出来了。

Ok，花费了两个小时的时间，代码实现和文章的书写基本结束，可能存在部分不足之处，后期会补上或者大家提建议，谢谢