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單例模式簡介：
單例模式優點:
應用場景：
單例設計模式的八種方式:
- 1、餓漢式（靜態常量）
- 2、餓漢式（靜態代碼塊）
- 3、懶漢式（線程不安全）
- 4、懶漢式（線程安全，同步方法）
- 5、懶漢式（線程安全，同步代碼塊）
- 6、雙重檢查（推薦使用）
- 7、靜態內部類(推薦使用)
- 8、枚舉（推薦使用）
單例模式在JDK應用的源碼分析
單例模式注意事項和細節說明

單例模式簡介：

單例模式（Singleton Pattern）是 Java 中最簡單的設計模式之一。這種類型的設計模式屬于創建型模式，它提供了一種創建對象的最佳方式。

這種模式涉及到一個單一的類，該類負責創建自己的對象，同時確保只有單個對象被創建。這個類提供了一種訪問其唯一的對象的方式，可以直接訪問，不需要實例化該類的對象。

比如Hibernate的SessionFactory，它充當數據存儲源的代理，并負責創建Session對象。SessionFactory并不是輕量級的，一般情況下，一個項目通常只需要一個SessionFactory就夠，這是就會使用到單例模式。

單例模式優點:

由于其在內存中只有一個對象實例，則節省內存空間
能避免頻繁地創建和銷毀對象，提高性能
避免對共享資源的多重占用，簡化訪問操作，如在進行寫文件時，由于只有一個實例對象，能避免對同一資源的同時寫操作
為整個系統提供一個全局訪問點，優化和共享資源訪問。

應用場景：

單例模式其核心在于在整個系統中只創建唯一一個實例，其應用場景主要如下：

1.創建對象時耗時過多或者耗資源過多，但又經常用到的對象。
2.需要頻繁實例化然后銷毀的對象。如多線程的線程池、網絡連接池等。
3.當對象需要被共享的場合。由于單例模式只允許創建一個對象，共享該對象可以節省內存，并加快對象訪問速度。如 Web 中的配置對象、數據庫的連接池等。
4.需要頻繁創建的一些類，使用單例可以降低系統的內存壓力，減少 GC。
5.網站的計數器（否則難以同步）
6.Windows的任務管理器和回收站。

單例設計模式的八種方式:

1、餓漢式（靜態常量）

應用實例：

1.構造器私有化（防止new）
2.類的內部創建對象
3.向外暴露一個靜態的公共方法：getInstance
4.代碼實現

public class SingletonTest01 {
    public static void main(String[] args) {
        //測試
        Singleton instance1 = Singleton.getInstance();
        Singleton instance2 = Singleton.getInstance();
        System.out.println(instance1=instance1);    //true
        System.out.println("instance1.hsashCode="+instance1.hashCode());
        System.out.println("instance2.hsashCode="+instance2.hashCode());
    }
}
//餓漢式顧名思義是饑餓的，因此應該開始就創建對象
class Singleton{
    // 1.構造器私有化,外部不能new
    private Singleton(){
    }
    // 2.本類內部創建對象實例
    private final static Singleton instance=new Singleton();
    // 3.提供一個公有的靜態方法，返回實例對象
    public static Singleton getInstance(){
        return instance;
    }
}

運行結果：

JAVA設計模式零基礎解析之單例模式的八種方式

優缺點說明:

1、優點:這種寫法比較簡單，就是在類裝載的時候就完成實例化。避免了線程同步問題。
2、缺點:在類裝載的時候就完成實例化，沒有達到Lazy Loading 的效果。如果從始至終從未使用過這個實例，則會造成內存的浪費
3、這種方式基于classloder機制避免了多線程的同步問題，不過，instance在類裝載時就實例化，在單例模式中大多數都是調用getInstance方法，但是導致類裝載的原因有很多種，因此不能確定有其他的方式(或者其他的靜態方法）導致類裝載，這時候初始化instance就沒有達到lazy loading 的效果

結論:這種單例模式可用，但是可能造成內存浪費

2、餓漢式（靜態代碼塊）

class Singleton01{
    // 1.構造器私有化,外部不能new
    private Singleton01(){
    }
    // 2.本類內部創建對象實例
    private  static Singleton01 instance;
    static {  //在靜態代碼塊中，創建單例對象
        instance=new Singleton01();
    }
    // 3.提供一個公有的靜態方法，返回實例對象
    public static Singleton01 getInstance(){
        return instance;
    }
}

優缺點說明：和上面一樣這種方式和上面的方式其實類似，只不過將類實例化的過程放在了靜態代碼塊中，也就是在類裝載的時候，就執行靜態代碼塊中的代碼，初始化類的實例。

3、懶漢式（線程不安全）

public class SingletonTest03 {
    public static void main(String[] args) {
        //測試
        System.out.println("懶漢式，線程不安全~");
        Singleton03 instance1 = Singleton03.getInstance();
        Singleton03 instance2 = Singleton03.getInstance();
        System.out.println(instance1==instance2);    //true
        System.out.println("instance1.hsashCode="+instance1.hashCode());
        System.out.println("instance2.hsashCode="+instance2.hashCode());
    }
}
//懶漢式顧名思義就是懶，不會跟餓漢式一樣上來就創建對象，而是在需要的時候才會創建，而且是僅創建一次
class Singleton03{
    // 1.構造器私有化,外部不能new
    private Singleton03(){
    }
    // 2.本類內部創建對象實例
    private  static Singleton03 instance;
 
    // 3.提供一個公有的靜態方法，當使用到該方法時，才會去創建instance
    //即懶漢式
    public static Singleton03 getInstance(){
        if(instance==null){
            instance=new Singleton03();
        }
        return instance;
    }
}

運行結果：

JAVA設計模式零基礎解析之單例模式的八種方式

優缺點說明:

1、起到了Lazy Loading的效果，但是只能在單線程下使用。
2、如果在多線程下，一個線程進入了if (singleton == mull)判斷語句塊，還未來得及往下執行，另一個線程也通過了這個判斷語句，這時便會產生多個實例。所以在多線程環境下不可使用這種方式
3、結論:在實際開發中，不要使用這種方式.

4、懶漢式（線程安全，同步方法）

class Singleton04{
    // 1.構造器私有化,外部不能new
    private Singleton04(){
    }
    // 2.本類內部創建對象實例
    private  static Singleton04 instance;
    // 3.提供一個公有的靜態方法，加入同步處理的代碼，解決線程安全問題
    //即懶漢式
    public static synchronized  Singleton04 getInstance(){
        if(instance==null){
            instance=new Singleton04();
        }
        return instance;
    }
}

運行結果：

JAVA設計模式零基礎解析之單例模式的八種方式

優缺點說明:

1、解決了線程安全問題
2、效率太低了，每個線程在想獲得類的實例時候，執行getInstance()方法都要進行同步。而其實這個方法只執行一次實例化代碼就夠了，后面的想獲得該類實例，直接return就行了。方法進行同步效率太低
3、結論:在實際開發中，不推薦使用這種方式

5、懶漢式（線程安全，同步代碼塊）

class Singleton05{
    // 1.構造器私有化,外部不能new
    private Singleton05(){
    }
    // 2.本類內部創建對象實例
    private  static Singleton05 instance;
    // 3.提供一個公有的靜態方法，加入同步代碼塊
    public static Singleton05 getInstance(){
        if(instance==null){
          synchronized (Singleton05.class){
              instance=new Singleton05();
          }
        }
        return instance;
    }
}

優缺點說明：

1、這種方式，本意是想對第四種實現方式的改進，因為前面同步方法效率太低，改為同步產生實例化的的代碼塊
2、但是這種同步并不能起到線程同步的作用。跟第3種實現方式遇到的情形一致，假如一個線程進入了if (singleton == nul)判斷語句塊，還未來得及往下執行，另一個線程也通過了這個判斷語句，這時便會產生多個實例

結論:在實際開發中，不能使用這種方式

6、雙重檢查（推薦使用）

//雙重檢查
class Singleton06{
    // 1.構造器私有化,外部不能new
    private Singleton06(){
    }
    // 2.本類內部創建對象實例
    private  static volatile Singleton06 instance;
    // 3.提供一個公有的靜態方法，加入雙重檢查代碼,解決線程安全問題，同時解決懶加載問題
    public static synchronized Singleton06 getInstance(){
        if(instance==null){
          synchronized (Singleton06.class){
              if(instance==null){
                  instance=new Singleton06();
              }
          }
        }
        return instance;
    }
}

運行結果：

JAVA設計模式零基礎解析之單例模式的八種方式

優缺點說明：

1、Double-Check 概念是多線程開發中常使用到的，如代碼中所示，我們進行了兩次if (singleton==- null)檢查，這樣就可以保證線程安全了。
2、這樣，實例化代碼只用執行一次，后面再次訪問時，判斷if (singleton ==null)，直接return實例化對象，也避免的反復進行方法同步.
3、線程安全;延遲加載;效率較高
4、結論:在實際開發中，推薦使用這種單例設計模式

為什么一定使用volatile?

在java內存模型中，volatile 關鍵字作用是：

保證不同線程對變量操作的內存可見性
禁止指令重排序

7、靜態內部類(推薦使用)

//靜態內部類完成，推薦使用
class Singleton07{
    // 1.構造器私有化
    private Singleton07(){
    }
    // 2.本類內部創建對象實例
    private  static volatile Singleton07 instance;
    //寫一個內部靜態類，該類中有一個靜態的屬性
    private static class SingletonInstance{
        private static final Singleton07 INSTANCE=new Singleton07();
    }
    // 3.提供一個公有的靜態方法，直接返回SingletonInstance.INSTANCE
    public static synchronized Singleton07 getInstance(){
 
        return SingletonInstance.INSTANCE;
    }
}

運行結果：

JAVA設計模式零基礎解析之單例模式的八種方式

優缺點說明:

1、這種方式采用了類裝載的機制來保證初始化實例時只有一個線程。
2、靜態內部類方式在Singleton類被裝載時并不會立即實例化，而是在需要實例化時，調用getInstance方法，才會裝載SingletonInstance類，從而完成Singleton的實例化。
3、類的靜態屬性只會在第一次加載類的時候初始化，所以在這里，JVM幫助我們保證了線程的安全性，在類進行初始化時，別的線程是無法進入的。
4、優點:避免了線程不安全，利用靜態內部類特點實現延遲加載，效率高

8、枚舉（推薦使用）

public class SingletonTest08 {
    public static void main(String[] args) {
        Singleton08 instance = Singleton08.INSTANCE;
        Singleton08 instance2 = Singleton08.INSTANCE;
        System.out.println(instance==instance2);
 
        System.out.println(instance.hashCode());
        System.out.println(instance2.hashCode());
        instance.sayOk();
    }
}
//使用枚舉，可以實現單例，推薦
enum Singleton08{
    INSTANCE;//屬性
    public void sayOk(){
        System.out.println("ok~");
    }
}

運行結果：

JAVA設計模式零基礎解析之單例模式的八種方式