Java设计模式：单例模式（Singleton Pattern）

单例模式定义

单例模式确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。

经典的单例模式模型

// NOTE: This is not thread safe!

public class Singleton {
  private static Singleton uniqueInstance;
 
  // other useful instance variables here
 
  private Singleton() {}
 
  public static Singleton getInstance() {
    if (uniqueInstance == null) {
      uniqueInstance = new Singleton();
    }
    return uniqueInstance;
  }
 
  // other useful methods here
}      

1）私有的构造函数确保了外部无法创建该类。

2）利用一个静态私有的自身类变量来保存自身的唯一实例。

3）公有的静态方法提供了入口，用类名可以直接调用

4）首次调用getIntance()时，会创建该类的实例并保存该实例

5）再次调用getIntance()时，不会创建该类的实例，直接调用保存的实例

3)4)5)点优点：静态访问（类似全局变量），延迟实例化；缺点：线程不安全

当使用多线程时，如果多个线程同时走到

if (uniqueInstance == null) {
    uniqueInstance = new Singleton();
}      

就会同时创建多个实例。

那怎么办呢？

方法1）

只要把getInstance() 这个全局访问点改成同步即可

public static synchronized Singleton getInstance() {
  if (uniqueInstance == null) {
    uniqueInstance = new Singleton();
  }
  return uniqueInstance;
}      

synchronized 关键字可以迫使每个线程进入到这个方法之前，都要先等候其它线程离开该方法，也就是说不会有两个线程可以同时进入到这个方法。

但问题来了：

只有当实例变量没有创建之前这个同步是真正需要的，当实例被创建出来之后，这个同步就变的没有意义了；

你要知道，同步会使用程序效率降低。

如果getInstance()不是太频繁，它的性能对程序不是很关键，可以使用这个方法不用理会。

但如果getInstance()太频繁，你就要优化了。

所以

解决方案：

方法2）立即创建实例，而不是延迟实例化

public class Singleton {
  private static Singleton uniqueInstance = new Singleton();
 
  private Singleton() {}
 
  public static Singleton getInstance() {
    return uniqueInstance;
  }
}      

这种做法使JVM在加载这个类时马上创建此类的唯一的单例实例。这样保证在任何线程访问实例变量时，实例变量一定先创建了。

方法3）双重检查加锁（double-checked locking），减少 getInstance()中使用同步

要点：检查实例是否已创建，如果未创建，才同步

public class Singleton {
  private volatile static Singleton uniqueInstance;
 
  private Singleton() {}
 
  public static Singleton getInstance() {
    if (uniqueInstance == null) { //检查实例，如果不存在，就进入同步区域
      synchronized (Singleton.class) {  // 只有第一次才会执行这里的同步区域
        if (uniqueInstance == null) {  // 进入区域后，再检查一次，如果仍是null,才创建实例
          uniqueInstance = new Singleton();
        }
      }
    }
    return uniqueInstance;
  }
}      

volatile 关键字可以确保变量被真正读取或保存。

这个做法可以帮助我们大大减少getInstance（）时间上的耗费。

3种方法的适用性

方法1）：保证可行的最直接做法，没有对性能上的任何考虑

方法2）：静态初始化实例，直接先实例化一个实例（看似先浪费了内存），但这个实例我们一定会创建，也不是不能接受

方法3）：确保使用Java5以上版本。