Java设计模式之23种设计模式之单列模式

实现单例模式的八种方式

1.饿汉式（静态常量）【可用】

优点：这种写法比较简单，就是在类装载的时候就完成实例化。避免了线程同步问题。
缺点：在类装载的时候就完成实例化，没有达到 Lazy Loading 的效果。如果从始至终从未使用过这个实例，则会造成内存的浪费。

public class Single {

    private static final Single SINGLE = new Single();

    private Single() {}

    public static Single getInstance() {
        return SINGLE;
    }
}

2.饿汉式（静态代码块）【可用】

这种方式和上面的方式其实类似，只不过将类实例化的过程放在了静态代码块中，也是在类装载的时候，就执行静态代码块中的代码，初始化类的实例。优缺点和上面是一样的。

public class Single {

    private static Single single;

    static {
        single = new Single();
    }

    private Single() {}

    public static Single getInstance() {
        return single;
    }
}

3.懒汉式（线程不安全）【不可用】

这种写法起到了Lazy Loading的效果，但是只能在单线程下使用。如果在多线程下，一个线程进入了 if (Objects.isNull(single)) 判断语句块，还未来得及往下执行，另一个线程也通过了这个判断语句，这时便会产生多个实例。所以在多线程环境下不可使用这种方式。

public class Single {

    private static Single single;

    private Single() {}

    public static Single getInstance() {
        if (Objects.isNull(single)) {
            single = new Single();
        }
        return single;
    }
}

4.懒汉式（线程安全，同步方法）【不推荐用】

解决上面第三种实现方式的线程不安全问题，做个线程同步就可以了，于是就对 getInstance() 方法进行了线程同步。
缺点：效率太低了，每个线程在想获得类的实例时候，执行 getInstance() 方法都要进行同步。而其实这个方法只执行一次实例化代码就够了，后面的想获得该类实例，直接 return 就行了。方法进行同步效率太低要改进。

public class Single {

    private static Single single;

    private Single() {}

    public static synchronized Single getInstance() {
        if (Objects.isNull(single)) {
            single = new Single();
        }
        return single;
    }
}

5.懒汉式（线程安全，同步代码块）【不可用】

由于第四种实现方式同步效率太低，所以摒弃同步方法，改为同步产生实例化的的代码块。但是这种同步并不能起到线程同步的作用。跟第3种实现方式遇到的情形一致，假如一个线程进入了 if (Objects.isNull(single)) 判断语句块，还未来得及往下执行，另一个线程也通过了这个判断语句，这时便会产生多个实例。

public class Single {

    private static Single single;

    private Single() {}

    public static Single getInstance() {
        if (Objects.isNull(single)) {
            synchronized (Single.class) {
                single = new Single();
            }
        }
        return single;
    }
}

6.双重检查【推荐使用】

Double-Check概念对于多线程开发者来说不会陌生，如代码中所示，我们进行了两次 if (Objects.isNull(single)) 检查，这样就可以保证线程安全了。这样，实例化代码只用执行一次，后面再次访问时，判断 if (Objects.isNull(single))，直接 return 实例化对象。
优点：线程安全；延迟加载；效率较高。

public class Single {

    private static Single single;

    private Single() {}

    public static Single getInstance() {
        if (Objects.isNull(single)) {
            synchronized (Single.class) {
                if (Objects.isNull(single)) {
                    single = new Single();
                }
            }
        }
        return single;
    }
}

7.静态内部类【推荐使用】

这种方式跟饿汉式方式采用的机制类似，但又有不同。两者都是采用了类装载的机制来保证初始化实例时只有一个线程。不同的地方在饿汉式方式是只要 Single 类被装载就会实例化，没有Lazy-Loading的作用，而静态内部类方式在 Single 类被装载时并不会立即实例化，而是在需要实例化时，调用getInstance方法，才会装载 SingleInstance 类，从而完成 Single 的实例化。
类的静态属性只会在第一次加载类的时候初始化，所以在这里，JVM帮助我们保证了线程的安全性，在类进行初始化时，别的线程是无法进入的。
优点：避免了线程不安全，延迟加载，效率高。

public class Single {

    private static Single single;

    private Single() {}

    private static class SingleInstance {
        private static final Single SINGLE = new Single();
    }

    public static Single getInstance() {
        return SingleInstance.SINGLE;
    }
}