单例模式

1、单例模式的简介

定义

保证每个类仅有一个实例，并给外部提供一个访问它的全局访问点。

思路

如果一个类能够被创建多个实例，那么，这个类的构造方法肯定是公开的，外部通过此类的构造方法可以创建多个类的实例。只要类的构造方法能让外部访问到，我们就没法控制类的实例的个数。

如果我们把创建类的实例的权限收回来，让类自身负责创建实例，然后由类本身来提供外部访问这个类的实例的方法，就实现了单例模式。

 

在Java中，单例模式的实现分为两种，一种是懒汉式，另一种是饿汉式。区别在于具体创建对象实例的处理上，有不同的方式。

懒汉式

/** * 懒汉式 * @author Bean_bag */
public class Singleton { //存储创建好的实例对象
    private static Singleton uniqueInstance = null; //私有化构造方法
    private Singleton(){} //为外部提供类实例
    public static synchronized Singleton getInstance(){ //判断变量是否有值
        if (uniqueInstance == null){ //没有值，就创建对象并赋值
            uniqueInstance = new Singleton(); } //有值就直接使用
        return uniqueInstance; } }

 

饿汉式

/** * 饿汉式 * @author Bean_bag */
public class Singleton { private static Singleton uniqueInstance = new Singleton(); //私有化构造方法
    private Singleton(){} //定义一个方法来为客户端提供类实例
    public static Singleton getInstance(){ return uniqueInstance; } }

2、单例模式的详解

功能

保证类在运行期间只会创建一个实例，并提供了一个全局唯一的访问这个类的访问点，就是代码中的getInstance()方法。不管懒汉式还是饿汉式，这个访问点是一样的。对单例模式本身而言，它只关心类实例的创建问题，并不关心具体的业务问题。

范围

目前Java里面实现的单例是一个ClassLoader及其子ClassLoader的范围，因为一个ClassLoader在装载饿汉式单例的时候，就会创建一个类的实例。如果一个虚拟机里面有多个ClassLoader，而这些ClassLoader都装载某个类的话，就算这个类是单例类，也会产生很多个实例。如果一个机器上有多个虚拟机，那么每个虚拟机里都应该至少有一个这个类的实例，整个机器上有多个实例，就不再是单例了。

关于ClassLoader的更多介绍

https://zhuanlan.zhihu.com/p/51374915

优缺点

懒汉式是典型的时间换空间。每次获取实例都会进行判断，判断是否需要创建实例，浪费判断的时间。如果没人使用，就不会创建实例，节省内存空间。

饿汉式是典型的时间换空间，不管是否使用，都创建出来，每次调用的时候，就不再去判断，节省了运行时间。

线程安全

不加同步的懒汉式是线程不安全的

饿汉式是线程安全的，因为虚拟机保证了只会装载一次，在装载类的时候是不会发生并发的。

3、Java中一种更好的单例实现方式

public class Singleton { /** * 类级的内部类，也就是静态的成员式内部类，该内部类的实例与外部类的实例 * 没有绑定关系，而且只有被调用到才会装载，从而实现了延迟加载 */
    private static class SingleHolder{ private static Singleton instance = new Singleton(); } /** * 私有化构造方法 */
    private Singleton(){} public static Singleton getInstance(){ return SingleHolder.instance; } }

当getInstance()方法在第一次调用的时候，它第一次读取SingleHolder.instance，导致SingleHolder类得到初始化。而这个类在装载并初始化的时候，会初始化它的静态域，从而创建Singleton实例。由于是静态的域，因此只会被虚拟机在装载类的时候初始化一次，有虚拟机来保证它的线程安全性。