[Java知识库]单例模式个人见解

单例模式

单例模式是Java中最简单的设计模式，属于创建型模式。
这种模式涉及到一个单一的类，该类负责创建自己的对象，同时确保只有的单个对象被创建。这个类提供了一种访问其唯一对象的方式，可直接访问，不需要实例化改类的对象。

核心就是 私有类构造器（保证只有在内部可以实例化），同时暴露对外的获取方法。

笔者认为，实现单例的方向主要分为两大类。
其一是通过多线程+锁的机制，确保同一时刻只有一个线程可以进行初始化操作
其二是利用classloader机制确保实例的唯一性。

多线程 + 锁：

这种情况下，单例又有两种模式，饿汉单例和懒汉单例。

**饿汉单例：**不管实例是否会被使用，在变量定义的时候，会被直接初始化。这样保证实例只有在类加载的时候会被初始化一次，以此实现单例。

class Singleton {
    private static Singleton singleton = new Singleton();
    private Singleton() {}
    public static Singleton getInstance() {
        return singleton;
    }
}

**懒汉单例：**懒加载机制（lazy loading），类似kotlin中的by lazy ，只有在需要的时候才会进行初始化。

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

这种情况固然可以实现单例，但是在高并发的场景下，若有不同的线程同时访问getInstance方法，则可以new不止一次，造成不同的实例出现。接下来，我们对上诉Demo进行优化。

**优化方案一：**类上加锁

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

实现单例的代价太大了，每次加载类都需要上锁。但是在实际业务开发中，同步的场景很少，有点影响程序效率。

**优化方案二：**双重校验锁

通过synchronize 和 volatile 双重加锁，synchronize 保证了同一时间内有且只有一个线程可以进行初始化操作，volatile 不同线程访问的instance的实例一定都是主内存的中的东西。

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

静态内部类（利用classLoader机制）

懒加载机制，类加载的时候并没有进行初始化，只有在需要的时候才会加载SingletonHolder

public class Singleton {  
    private static class SingletonHolder {  
    	private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();  
    }  
    private Singleton (){}  
    public static final Singleton getInstance() {  
    return SingletonHolder.INSTANCE;  
    }  
}