一、单例设计模式
1.1、概述
单例模式（Singleton Pattern）是Java中最简单的设计模式之一。这种类型的设计模式属于创建者模式，它提供了一种创建对象的最佳方式。这种模式涉及到一个单一的类，该类负责创建自己的对象，同时确保只有单个对象被创建。这个类提供了一种访问其唯一的对象的方式，可以直接访问，不需要实例化该类的对象。
1.2、应用场景
只需要一个实例，例如：各种Manager、各种Factory
二、单例模式的结构
2.1、单例模式主要有以下角色
- 单例类：只能创建一个实例的类
- 访问类：使用单例类
2.2、单例模式的实现
- 饿汉式：类加载就会导致该单例对象被创建
- 懒汉式：类加载不会导致该单例对象被创建，当首次使用该对象时才会创建
2.3、单例模式-饿汉式
2.3.1、静态成员变量
public class SingletonDemo1 {
// 1、私有构造方法
private SingletonDemo1() {
}
// 2、在当前类中创建本类对象
private static SingletonDemo1 instance = new SingletonDemo1();
// 3、对外提供获取本类实例对象的公共访问方式
public static SingletonDemo1 getInstance() {
return instance;
}
}
2.3.2、静态代码块
public class SingletonDemo2 {
// 1、私有构造方法
private SingletonDemo2() {
}
// 2、在当前类中声明当前类的类型变量
private static SingletonDemo2 instance;
// 3、在静态代码块中进行赋值
static {
instance = new SingletonDemo2();
}
// 4、对外提供获取该类对象的方法
public static SingletonDemo2 getInstance() {
return instance;
}
}2.3.3、存在的问题
由于对象的创建是随着类的加载而创建，所以存在内存浪费的问题。
2.4、单例模式-懒汉式
2.4.1、线程不安全
/**
*
* @Description 懒汉式：线程不安全
* 存在的问题：多线程情况下，会创建多个实例
*/
public class SingletonDemo3 {
// 1、私有构造方法
private SingletonDemo3() {
}
// 2、在当前类中声明当前类的类型变量
private static SingletonDemo3 instance; // 这是声明了一个该类型的变量，并没有进行赋值
// 3、对外提供获取该类对象的方法
public static SingletonDemo3 getInstance() {
if (instance == null) {
instance = new SingletonDemo3();
}
return instance;
}
}2.4.2、线程安全
/**
* @Description 懒汉式：线程安全
* 存在的问题：
* 对于getInstance()方法来说，绝大部分的操作都是读操作，读操作是线程安全的，所以我们没必要让每个线程必须持有锁才能调用该方法，
* 而且加锁在多线程场景下，会严重影响性能。
*/
public class SingletonDemo4 {
// 1、私有构造方法
private SingletonDemo4() {
}
// 2、在当前类中声明当前类的类型变量
private static SingletonDemo4 instance; // 这是声明了一个该类型的变量，并没有进行赋值
// 3、对外提供获取该类对象的方法
public static synchronized SingletonDemo4 getInstance() {
if (instance == null) {
instance = new SingletonDemo4();
}
return instance;
}
}2.4.3、双重锁检查机制【推荐】
/**
* @Description 懒汉模式：双重锁检查机制
*/
public class SingletonDemo5 {
// 1、私有构造方法
private SingletonDemo5() {
}
/**
* 2、在当前类中声明当前类的类型变量
* 说明：添加volatile关键字之后的双重检查锁模式是一种比较好的单例实现模式，能够保证在多线程的情况下线程安全，
* 并且不会影响性能。
*/
private static volatile SingletonDemo5 instance; // 这是声明了一个该类型的变量，并没有进行赋值
// 3、对外提供获取该类对象的方法
public static SingletonDemo5 getInstance() {
// 3.1、第一次判断，如果instance不为null，不需要抢占资源，直接返回
if (instance == null) {
synchronized (SingletonDemo5.class) {
// 3.2、第二次判断
if (instance == null) {
instance = new SingletonDemo5();
}
}
}
return instance;
}
}
