设计模式之单例

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型模式，它提供了一种创建对象的最佳方式。
单例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。

注意：

1、只能有一个实例。
2、必须自己创建自己的唯一实例。
3、必须给所有其他对象提供这一实例。

1、私有化构造方法
2、在类中创建一个本类对象
3、提供一个全局静态方法获取到该对象

描述： 线程安全，比较常用，但容易产生垃圾，因为一开始就初始化
优点： 没有加锁，执行效率较高
缺点： 类加载时就初始化，浪费内存

例子：

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

此方式是最基本的实现，这种实现最大的问题就是不支持多线程。因为没有加锁 synchronized，所以严格意义上它并不算单例模式，在多线程不能正常工作

例子：

public class Singleton {
    private static Singleton instance;
    private Singleton() {}

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

描述： 这种方式具备很好的延迟加载，能够在多线程中工作，但是效率很低，大多数情况下不需要同步
优点： 第一次调用才初始化，避免内存浪费
缺点： 必须加 synchronized 锁才能保证单例，但加锁会影响效率

例子：

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

线程安全，延迟初始化，此方式采用双锁机制DCL（double-checked locking），安全且在多线程情况下能保持高性能

例子：

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;
    }
    //双重检查模式，进行了两次的判断:
    //第一次是为了避免不要的实例，
    //第二次是为了进行同步，避免多线程问题。
    //由于singleton=new Singleton()对象的创建在JVM中可能会进行重排序，在多线程访问下存在风险，使用volatile修饰signleton实例变量有效，解决该问题

这种方式能达到双检锁方式一样的功效，但实现更简单。对静态域使用延迟初始化，应使用这种方式而不是双检锁方式。这种方式只适用于静态域的情况，双检锁方式可在实例域需要延迟初始化时使用
这种方式利用了 classloader 机制来保证初始化 instance 时只有一个线程，它和饿汉式不同的是：饿汉式只要 Singleton 类被装载了，那么 instance 就会被实例化（没有达到 lazy loading 效果），而这种方式是 Singleton 类被装载了，instance 不一定被初始化。只有通过显式调用 getInstance 方法时，才会显式装载 Singleton 类，从而实例化 instance

例子：

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

这是实现单例模式的最佳方法。它更简洁，自动支持序列化机制，绝对防止多次实例化。
这种方式是 Effective Java 作者 Josh Bloch 提倡的方式，它不仅能避免多线程同步问题，而且还自动支持序列化机制，防止反序列化重新创建新的对象，绝对防止多次实例化

例子：

public enum Singleton {
    INSTANCE;
    public Singleton getInstance() {
        return INSTANCE;
    }
}

完整的枚举实现单例

public class Person {
    //私有化构造函数
    private Person(){ }

    //定义一个静态枚举类
    static enum SingletonEnum{
        //创建一个枚举对象，该对象天生为单例
        INSTANCE;
        private Person person;
        //私有化枚举的构造函数
        private SingletonEnum(){
            person = new Person();
        }
        public Person getInstnce(){
            return person;
        }
    }

    //对外暴露一个获取User对象的静态方法
    public static Person getInstance(){
        return SingletonEnum.INSTANCE.getInstnce();
    }
}