单例模式

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单例设计模式介绍
    所谓类的单例设计模式，就是采取一定的方法保证在整个的软件系统中，对某一类只能存在一个对象实例，并且该
    类只提供一个取得其对象实力的方法(静态方法)。
比如Hibernate的SessionFactory，它充当数据存储原的代理，并负责创建Session对象。SessionFactory
并不是轻量级的，一般情况下，一个项目通常只需要一个SessionFactory就够了，这时就会使用到单例模式。

单例模式有八种方法：
    1.饿汉式(静态常量)
    2.饿汉式(静态代码块)
    3.懒汉式(线程不安全)
    4.懒汉式(线程安全，同步方法)
    5.懒汉式(线程安全，同步代码块)
    6.双重检查
    7.静态内部类
    8.枚举

###饿汉式-静态常量
    饿汉式(静态常量)应用实例
    步骤如下：1.构造器私有化 2.类的内部创建对象 3.向外暴露一个静态的公共方法 4.代码实现

public class SingletonTest01{
    public static void main(String[]args){

    }
}

//饿汉式-静态变量
class Singleton{
    //1.构造器私有化，外部不能new
    private Singleton(){}
    //2.本类内部创建对象实例
    private final static Singleton instance = new Singleton();
    //3.提供一个共有的静态方法，返回实例对象
    public static Singleton getInstance(){return instance;}
}

优缺点：
    1.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
    2.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
    3.这种方法基于classloader机制避免了多线程的同步问题，不过，instance在类装载时就实例化，在
    单例模式中大多数都是调用getInstance方法，但是导致类装载的原因有很多种，因此不能确定有其他的
    方法（或者其他的静态方法）导致类装载，这时候初始化Instance就没有达到lazy loading的效果。
    4.结论，这种单例模式可用，但可能造成内存的浪费。

###饿汉式-静态代码块

//饿汉式-静态代码块

class Singleton{
    //1.构造器私有化，外部不能new
    private Singleton(){}
    //2.本类内部创建对象实例
    private static Singleton instance;

    //在静态代码块中，创建单例对象
    static{
        instance = new Singleton();
    }
    //3.提供一个共有的静态方法，返回实例对象
    public static Singleton getInstance(){return instance;}
}

优缺点说明：
    1.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，优缺点和上面一样的。
    2.结论，这种单例模式可用，但可能造成内存的浪费。

###懒汉式-线程不安全

class Singleton{
    private static Singleton instance = null;
    private Singleton(){}

    //提供静态的公有方法，当使用到该方法时候，才去创建instance
    //即懒汉式
    public static Singleton getInstance(){

        if(instance == null){instance = new Singleton();}
        return instance;
    }
}

优缺点说明：
    1.起到了lazy loading的效果，但是只能在单线程下使用。
    2.如果在多线程下，一个线程进入了if(Singleton == null)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
    3.结论，在实际开发中，不要使用这种方式。

###懒汉式-线程安全-同步方法

class Singleton{
    private static Singleton instance = null;
    private Singleton(){}

    //提供静态的公有方法，加入同步处理代码，解决线程安全问题
    //即懒汉式
    public static synchronized Singleton getInstance(){

        if(instance == null){instance = new Singleton();}
        return instance;
    }
}

优缺点说明：
    1.解决了线程不安全问题
    2.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，后面的想获得该类的实例，直接return就行了，
    方法进行同步效率太低
    3.结论：在实际开发中，不推荐使用这种方式。

###懒汉式-线程安全-同步代码块

class Singleton{
    private static Singleton singleton;
    privae Singleton(){}
    public static Singleton getInstance(){
        if(singleton == null){
            synchronized(Singleton.class){
                singleton = new Singleton();
            }
        }
        return singleton;
    }
}

优缺点说明：
    1.这种方式，本意是想对第四种实现方式，的改进，因为前面同步效率太低，改为同步产生实例化的代码块
    2.但是这种同步并不能起到线程同步的作用，跟第三种实现方式遇到的情形一致，假如一个线程
    进入if(singleton == null)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
    3.结论，在实际开发中，不能使用这种方式。

###双重检查

class Singleton{

    /**
    volatile作为java中的关键词之一，用以声明变量的值可能随时会别的线程修改，
    使用volatile修饰的变量会强制将修改的值立即写入主存，主存中值的更新会使缓存中的
    值失效(非volatile变量不具备这样的特性，非volatile变量的值会被缓存，线程A更新了
    这个值，线程B读取这个变量的值时可能读到的并不是是线程A更新后的值)。volatile会禁止
    指令重排。
    */
    private static volatile Singleton singleton;
    private Singleton(){}
    //提供一个静态的公有方法，加入双重检查代码，解决线程安全问题，同时解决懒加载问题
    public static Singleton getInstance()
    {
        if(singleton == null){
            synchronized (Singleton.class){
                if(singleton == null)singleton = new Singleton();
            }
        }
        return singleton;
    }
}

优缺点说明：
    1.Double-Check概念是多线程开发中常使用到的，如代码中所示，我们进行了两次if(singleton == null)
    检查，这样就可以保证线程安全了。。
    2.这样，实例化代码只用执行一次，后面再次访问时，判断if(singleton == null),直接return实例化对象
    ，也避免的反复进行方法同步
    3.线程安全；延迟加载；效率较高
    4.结论，实际开发中，推荐使用这种单例设计模式

###静态内部类

class Singleton{
    private Singleton(){}

    private static class SingletonInstance{
        private staitc final Singleton INSTANCE = new Singleton();
    }

    public staitc Singleton getInstance(){
        return SingletonInstance.INSTANCE;
    }
}

优缺点说明：
    1.这种方式采用了类加载的机制来保证初始化实例时，只有一个线程
    2.静态内部类方法在Singleton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，才会被装载SingletonInstance类，从而完成Singleton的实例化。
    3.类的静态属性只会在第一次加载类的时候初始化，所以在这个，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。
    4.优点：避免了线程不安全，利用静态内部类特点实现延迟加载，效率高
    5.结论，推荐使用

###枚举

public class SingletonTest{
    public static void main(String[]args){
        Singleton instance = Singleton.INSTANCE;
        Singleton instance1 = Singleton.INSTANCE;
        System.out.println(instance == instance1);
        System.out.println(instance.hashCode());
        System.out.println(instance1.hashCode());

        instance.sayOK();
    }
}

//使用枚举，可以实现单例
enum Singleton{
    INSTANCE；
    public void sayOK(){
        System.out.println("ok..")
    }
}

优缺点说明：
    1.这借助jdk1.5中添加的枚举来实现单例模式。不仅能避免多线程同步问题，而且还能防止反序列化
    重新创建新的对象。
    2.这中方式是Effective Java作者Josh Bloch提倡的方式。
    3.结论，推荐使用

单例模式在JDK应用的源码分析
    1.我们jdk中，java.lang.Runtime就是经典的单例模式
    2.代码分析+Debug源码+代码说明

public class Runtime{
    private static Runtime currentRuntime = new Runtime();
    public static Runtime getRuntime(){return currentRuntime;}
    private Runtime(){}
}

单例模式注意事项和细节说明
    1.单例模式保证了系统内存中该类只存在一个对象，节省了系统资源，对于一些需要频繁创建
    销毁的对象，使用单例模式可以提高系统性能
    2.当想实例化一个单例类的时候，必须要记住使用相应的获取对象的方法，而不是使用new
    3.单例模式使用的场景：需要频繁的进行创建和销毁的对象、创建对象时耗时过多或耗费资源过多（
    即，重量级对象），但又经常用到的对象、工具类、频繁访问数据库或文件的对象（比如数据源、session
    工厂等）。