1特色
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單例類只能有一個實例。java
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單例類必須本身建立本身的惟一實例。設計模式
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單例類必須給全部其餘對象提供這一實例。緩存
單例模式確保某個類只有一個實例，並且自行實例化並向整個系統提供這個實例。在計算機系統中，線程池、緩存、日誌對象、對話框、打印機、顯卡的驅動程序對象常被設計成單例。這些應用都或多或少具備資源管理器的功能。每臺計算機能夠有若干個打印機，但只能有一個Printer Spooler，以免兩個打印做業同時輸出到打印機中。每臺計算機能夠有若干通訊端口，系統應當集中管理這些通訊端口，以免一個通訊端口同時被兩個請求同時調用。總之，選擇單例模式就是爲了不不一致狀態，避免政出多頭。安全
2懶漢式單例
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//懶漢式單例類.在第一次調用的時候實例化本身
public
class
Singleton {
private
Singleton() {
}
private
static
Singleton singleton =
null
;
// 靜態工廠方法
public
static
Singleton getInstance() {
if
(singleton ==
null
) {
singleton =
new
Singleton();
}
return
singleton;
}
}
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Singleton經過將構造方法限定爲private避免了類在外部被實例化，在同一個虛擬機範圍內，Singleton的惟一實例只能經過getInstance()方法訪問。（事實上，經過Java反射機制是可以實例化構造方法爲private的類的，那基本上會使全部的Java單例實現失效。此問題在此處不作討論，姑且掩耳盜鈴地認爲反射機制不存在。）多線程
可是以上懶漢式單例的實現沒有考慮線程安全問題，它是線程不安全的，併發環境下極可能出現多個Singleton實例，要實現線程安全，有如下三種方式，都是對getInstance這個方法改造，保證了懶漢式單例的線程安全，若是你第一次接觸單例模式，對線程安全不是很瞭解，能夠先跳過下面這三小條，去看餓漢式單例，等看完後面再回頭考慮線程安全的問題：併發
一、在getInstance方法上加同步
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public
static
synchronized
Singleton getInstance() {
if
(singleton ==
null
) {
singleton =
new
Singleton();
}
return
singleton;
}
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二、雙重檢查鎖定
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// 雙重檢查鎖定不是線程安全的，若是要用這種方式，須要使用volatile關鍵字。
private
static
volatile
Singleton singleton =
null
;
public
static
Singleton getInstance() {
if
(singleton ==
null
) {
synchronized
(Singleton.
class
) {
if
(singleton ==
null
) {
singleton =
new
Singleton();
}
}
}
return
singleton;
}
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double-check 在 J2SE 1.4 或早期版本在多線程或者 JVM 調優時因爲 out-of-order writes，是不可用的。 這個問題在 J2SE 5.0 中已經被修復，可使用 volatile 關鍵字來保證多線程下的單例。性能
三、靜態內部類
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public
class
Singleton {
private
static
class
LazyHolder {
private
static
final
Singleton INSTANCE =
new
Singleton();
}
private
Singleton() {
}
public
static
final
Singleton getInstance() {
return
LazyHolder.INSTANCE;
}
}
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這種比上面一、2都好一些，既實現了線程安全，又避免了同步帶來的性能影響。優化
3餓漢式單例
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//餓漢式單例類.在類初始化時，已經自行實例化
public
class
Singleton {
private
Singleton() {
}
private
static
final
Singleton single =
new
Singleton();
// 靜態工廠方法
public
static
Singleton getInstance() {
return
single;
}
}
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餓漢式在類建立的同時就已經建立好一個靜態的對象供系統使用，之後再也不改變，因此天生是線程安全的。spa
4登記式單例(可忽略)
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//相似Spring裏面的方法，將類名註冊，下次從裏面直接獲取。
public
class
Singleton {
private
static
Map<String, Singleton> map =
new
HashMap<String, Singleton>();
static
{
Singleton single =
new
Singleton();
map.put(single.getClass().getName(), single);
}
// 保護的默認構造子
protected
Singleton() {
}
// 靜態工廠方法,返還此類唯一的實例
public
static
Singleton getInstance(String name) {
if
(name ==
null
) {
name = Singleton.
class
.getName();
System.out.println(
"name == null"
+
"--->name="
+ name);
}
if
(map.get(name) ==
null
) {
try
{
map.put(name, (Singleton) Class.forName(name).newInstance());
}
catch
(InstantiationException e) {
e.printStackTrace();
}
catch
(IllegalAccessException e) {
e.printStackTrace();
}
catch
(ClassNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
}
}
return
map.get(name);
}
// 一個示意性的商業方法
public
String about() {
return
"Hello, I am RegSingleton."
;
}
public
static
void
main(String[] args) {
Singleton single3 = Singleton.getInstance(
null
);
System.out.println(single3.about());
}
}
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登記式單例實際上維護了一組單例類的實例，將這些實例存放在一個Map（登記薄）中，對於已經登記過的實例，則從Map直接返回，對於沒有登記的，則先登記，而後返回。
這裏我對登記式單例標記了可忽略，個人理解來講，首先它用的比較少，另外其實內部實現仍是用的餓漢式單例，由於其中的static方法塊，它的單例在類被裝載的時候就被實例化了。
5餓漢式和懶漢式區別
從名字上來講，餓漢和懶漢。
餓漢就是類一旦加載，就把單例初始化完成，保證getInstance的時候，單例是已經存在的了，而懶漢比較懶，只有當調用getInstance的時候，纔回去初始化這個單例。
另外從如下兩點再區分如下這兩種方式：
線程安全
餓漢式天生就是線程安全的，能夠直接用於多線程而不會出現問題。
懶漢式自己是非線程安全的，爲了實現線程安全有幾種寫法，分別是上面的一、二、3，這三種實如今資源加載和性能方面有些區別。
資源加載和性能
餓漢式在類建立的同時就實例化一個靜態對象出來，無論以後會不會使用這個單例，都會佔據必定的內存，可是相應的，在第一次調用時速度也會更快，由於其資源已經初始化完成。
而懶漢式顧名思義，會延遲加載，在第一次使用該單例的時候纔會實例化對象出來，第一次調用時要作初始化，若是要作的工做比較多，性能上會有些延遲，以後就和餓漢式同樣了。
三種懶漢模式的區別
第1種，在方法調用上加了同步，雖然線程安全了，可是每次都要同步，會影響性能，畢竟99%的狀況下是不須要同步的。
第2種，在getInstance中作了兩次null檢查，確保了只有第一次調用單例的時候纔會作同步，可是不是線程安全的，若是要用這種方式，須要使用volatile關鍵字。能夠避免了每次都同步的性能損耗。
第3種，利用了classloader的機制來保證初始化instance時只有一個線程，因此也是線程安全的，同時沒有性能損耗，因此通常我傾向於使用這一種。
6什麼是線程安全？
若是你的代碼所在的進程中有多個線程在同時運行，而這些線程可能會同時運行這段代碼。若是每次運行結果和單線程運行的結果是同樣的，並且其餘的變量的值也和預期的是同樣的，就是線程安全的。
或者說：一個類或者程序所提供的接口對於線程來講是原子操做，或者多個線程之間的切換不會致使該接口的執行結果存在二義性,也就是說咱們不用考慮同步的問題，那就是線程安全的。
7雙重檢查鎖定的線程安全
雙重檢查鎖定不是線程安全的，若是要用這種方式，須要使用volatile關鍵字。
假設沒有關鍵字volatile的狀況下，兩個線程A、B，都是第一次調用該單例方法，線程A先執行instance = new Instance()，該構造方法是一個非原子操做，編譯後生成多條字節碼指令，因爲JAVA的指令重排序，可能會先執行instance的賦值操做，該操做實際只是在內存中開闢一片存儲對象的區域後直接返回內存的引用，以後instance便不爲空了，可是實際的初始化操做卻尚未執行，若是就在此時線程B進入，就會看到一個不爲空的可是不完整（沒有完成初始化）的Instance對象，因此須要加入volatile關鍵字，禁止指令重排序優化，從而安全的實現單例。