java設(shè)計(jì)模式之單例模式

單例模式也叫做單肩模式，也是一種創(chuàng)建型模式，是我們?nèi)粘ｉ_(kāi)發(fā)中最常使用的一種設(shè)計(jì)模式，經(jīng)常被用來(lái)封裝一些工具類，例如數(shù)據(jù)庫(kù)連接等。

單例模式的定義：

單例模式，是一種常用的軟件設(shè)計(jì)模式。在它的核心結(jié)構(gòu)中只包含一個(gè)被稱為單例的特殊類。通過(guò)單例模式可以保證系統(tǒng)中一個(gè)類只有一個(gè)實(shí)例。即一個(gè)類只有一個(gè)對(duì)象實(shí)例

單例模式分為以下幾種：
①餓漢單例模式
②懶漢單例模式
③IoDH單例模式
④枚舉單例模式

下面我們一一的進(jìn)行介紹：

1.首先是餓漢單例模式，顧名思義“餓漢”，代表急著“吃飯”（這里的飯應(yīng)該是指的實(shí)例對(duì)象），所以很早就創(chuàng)建出來(lái)。不多說(shuō)，上代碼：

package singleton;

public class HungrySingletonP {
  private static HungrySingletonP instance=new HungrySingletonP();

  public HungrySingletonP(){}

  public static HungrySingletonP getInstance(){
    return instance;
  }
}

這段代碼很形象的體現(xiàn)了餓漢模式。

這種方法在類加載的時(shí)候就已經(jīng)實(shí)例化了（只創(chuàng)建唯一的實(shí)例），所以不存在線程上的一些問(wèn)題。但是，也因?yàn)槿绱巳绻刑嗟膯卫疫@些實(shí)例不經(jīng)常使用那么久會(huì)造成對(duì)內(nèi)存的浪費(fèi)。

2.懶漢模式，同樣什么叫做懶漢模式？一個(gè)懶惰的人，只有去吃飯的時(shí)候才會(huì)去刷碗（昨天用過(guò)的臟碗），即：只有當(dāng)用到對(duì)象的時(shí)候才去創(chuàng)建對(duì)象，來(lái)上代碼：

package singleton;

public class LasySingletonV1 {
  private static LasySingletonV1 instance;

  public LasySingletonV1(){}

  public static LasySingletonV1 getInstance(){
    if(instance==null){
      return new LasySingletonV1();
    }else
      return instance;
  }
}

上面的這段代碼是懶漢模式，當(dāng)我們不需要實(shí)例的時(shí)候，它不會(huì)創(chuàng)建實(shí)例，只有需要實(shí)例的時(shí)候，才會(huì)創(chuàng)建，節(jié)省空間。
但是，我們不推薦使用，因?yàn)槲覀冊(cè)瓉?lái)的設(shè)計(jì)理念是：當(dāng)需要的時(shí)候（并且instance為空）創(chuàng)建實(shí)例，當(dāng)已經(jīng)創(chuàng)建過(guò)后，如果還需要實(shí)例，則判斷instance是否為空，因?yàn)榍斑呉呀?jīng)創(chuàng)建過(guò)了，不為空，所以直接返回之前已經(jīng)創(chuàng)建的實(shí)例。
以上的想法是很好的，但是它是線程不安全的。因?yàn)椋寒?dāng)有多個(gè)線程同時(shí)調(diào)用這個(gè)方法時(shí)，因?yàn)橥瑫r(shí)判斷實(shí)例為空，所以會(huì)創(chuàng)建很多個(gè)實(shí)例，這不符合單例模式的設(shè)計(jì)理念（一個(gè)類只有一個(gè)實(shí)例對(duì)象）。

所以我們需要對(duì)它進(jìn)行改進(jìn)，因?yàn)樗鼤?huì)異步創(chuàng)建多個(gè)實(shí)例，多以我們很容易就能想到，在getInstance方法之前加上synchronized進(jìn)行同步：

package singleton;

public class LasySingletonV2 {
  private static LasySingletonV2 instance;

  public LasySingletonV2(){}

  public synchronized LasySingletonV2 getInstance(){

    if(instance==null){
      return new LasySingletonV2();
    }else
      return instance;
  }
}

上面這樣，就不會(huì)創(chuàng)建多個(gè)實(shí)例對(duì)象符合單例模式的概念。

但是上面這樣的設(shè)計(jì)使得我們每次需要目標(biāo)實(shí)例的時(shí)候都要排隊(duì)等待，假設(shè)有很多線程都在調(diào)用這個(gè)getInstance方法，那么就會(huì)陷入很長(zhǎng)時(shí)間的等待，大大降低的程序的效率。

所以我們還要對(duì)程序進(jìn)行一定的修改，如果我們創(chuàng)建一個(gè)

package singleton;

public class LasySingletonV3 {
  private static LasySingletonV1 instance;

  public LasySingletonV3(){}

  public LasySingletonV3 getInstance(){
    if(instance==null){
      synchronized(LasySingletonV3.class){
        if(instance==null){
          return new LasySingletonV3();
        }
      }
    }
    return instance;
  }
}

以上的方法是懶漢模式的完整版本，我們來(lái)仔細(xì)分析一下：

當(dāng)有多個(gè)線程第一次調(diào)用這個(gè)方法的時(shí)候，都滿足instance為空，來(lái)到下一步，先獲得鎖的線程進(jìn)入下一步繼續(xù)判斷是否為空，為空，然后創(chuàng)建實(shí)例返回實(shí)例。

沒(méi)有獲得鎖的線程一直等待到獲得鎖的線程釋放鎖，當(dāng)在等待的線程獲得鎖的時(shí)候進(jìn)入下一步，還要進(jìn)行判斷instance是否為空，但是這個(gè)時(shí)候instance已經(jīng)不為空了，因?yàn)榍懊娴木€程已經(jīng)創(chuàng)建了實(shí)例，所以返回已經(jīng)創(chuàng)建好的實(shí)例。

以上是第一批調(diào)用getInstance方法的線程，當(dāng)后續(xù)的線程調(diào)用這個(gè)方法的時(shí)候就不用進(jìn)行鎖的獲取了和釋放了，因?yàn)榈谝徊揭呀?jīng)判斷instance不為空，直接返回instance實(shí)例。

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