单例设计模式概述
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，某个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例的方法(静态方法)
例如：Hibernate中的SessionFactory，它作为数据存储源的代理，并且负责创建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就足够了，因此SessionFactory可以使用单例模式
八种单例设计模式
单例模式有八种方式：
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
一、静态常量饿汉式
饿汉式：静态常量开发步骤：
1.构造器私有化：防止外部new该类的对象
2.类的内部创建对象：使用静态常量
3.向外部提供一个静态的公共方法：getInstance()
//代码实现
package com.tan.singleton.type1;
public class SingletonTest1 {
public static void main(String[] args) {
Singleton instance1 = Singleton.getInstance();
Singleton instance2 = Singleton.getInstance();
System.out.println(instance1 == instance2);//true
}
}
class Singleton{
//1.构造器私有化：防止外部new该类的对象
private Singleton(){
}
//2.类的内部创建对象
private final static Singleton instance = new Singleton();
//3.向外部提供一个静态的公共方法：getInstance()
public static Singleton getInstance() {
return instance;
}
}
静态常量饿汉式优缺点
静态常量饿汉式优缺点：
优点：这种写法比较简单，在类装载的时候就完成实例化。避免了线程同步的问题
缺点：在类装载的时候就完成了实例化，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
总结：静态常量饿汉式基于classloader机制避免了多线程的同步问题，不过instance在类装载的时候就实例化，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式(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
该种单例模式可以用，但是可能造成内存浪费
二、静态代码块饿汉式
静态代码块饿汉式开发步骤：
1.构造器私有化：防止外部new该类的对象
2.类的内部创建对象：使用静态代码块
3.向外部提供一个静态的公共方法：getInstance()
//代码实现
package com.tan.singleton.type2;
public class SingletonTest2 {
public static void main(String[] args) {
Singleton instance1 = Singleton.getInstance();
Singleton instance2 = Singleton.getInstance();
System.out.println(instance1 == instance2);//true
}
}
class Singleton{
//1.构造器私有化：防止外部new该类的对象
private Singleton(){
}
//2.类的内部创建对象
private static Singleton instance;
//在静态代码块中，创建单例对象
static {
instance = new Singleton();
}
//3.向外部提供一个静态的公共方法：getInstance()
public static Singleton getInstance() {
return instance;
}
}
静态代码块饿汉式优缺点
静态代码块饿汉式优缺点：
静态代码块饿汉式和静态常量饿汉式非常类似，区别是静态代码块饿汉式将类实例化的过程放在了静态代码块中，同样的，也是在类装载的时候，就执行静态代码块中的代码去初始化类的实例
优点：这种写法比较简单，在类装载的时候就完成实例化。避免了线程同步的问题
缺点：在类装载的时候就完成了实例化，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
该种单例模式可以用，但是可能会造成内存浪费
三、线程不安全懒汉式
懒汉式：
提供一个静态的公有方法，当使用到该方法时，才去创建instance
//代码实现
package com.tan.singleton.type3;
public class SingletonTest3 {
public static void main(String[] args) {
Singleton instance1 = Singleton.getInstance();
Singleton instance2 = Singleton.getInstance();
System.out.println(instance1 == instance2);//true
}
}
class Singleton {
private static Singleton instance;
private Singleton(){
}
public static Singleton getInstance() {
if(instance == null) {
instance = new Singleton();
}
return instance;
}
}
线程不安全懒汉式优缺点
线程不安全懒汉式优缺点：
1.起到了lazy loading的效果，但是只能在单线程下使用
2.如果在多线程的情景下，一个线程进入了if(instance == null)判断语句代码块中，但是还没来得及继续往下执行，另一个线程也走到该判断语句，并且继续执行，此时便会产生多个实例
-->在多线程环境下不可以使用该种方式的单例模式
3.在实际开发中，不要使用该种单例模式
四、线程安全，同步方法的懒汉式
线程安全，同步方法的懒汉式：
提供一个静态的公有方法，并加入同步处理(同步方法的方式)，解决线程安全问题
//代码实现
package com.tan.singleton.type4;
public class SingletonTest4 {
public static void main(String[] args) {
Singleton instance1 = Singleton.getInstance();
Singleton instance2 = Singleton.getInstance();
System.out.println(instance1 == instance2);//true
}
}
//线程安全，同步方法的懒汉式
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，同步方法的懒汉式优缺点
线程安全，同步方法的懒汉式优缺点：
1.解决了线程不安全问题
2.效率低。每个线程想获得类的实例的时候，执行getInstance()方法都要进行同步，但其实这个方法只执行一次实例化代码就足够了，后面的想获得该类实例只需要return该实例就行，方法加入同步机制之后效率太低了
-->实际开发中，不推荐使用该种方式的单例模式
五、线程安全，同步代码块的懒汉式
线程安全，同步代码块的懒汉式：
提供一个静态的公有方法，并加入同步处理(同步代码块的方式)，解决线程安全问题
//代码实现
package com.tan.singleton.type5;
public class SingletonTest5 {
public static void main(String[] args) {
Singleton instance1 = Singleton.getInstance();
Singleton instance2 = Singleton.getInstance();
System.out.println(instance1 == instance2);//true
}
}
//线程安全，同步代码块的懒汉式
class Singleton {
private static Singleton instance;
private Singleton(){
}
public static Singleton getInstance() {
if(instance == null) {
synchronized (Singleton.class) {
instance = new Singleton();
}
}
return instance;
}
}
线程安全，同步代码块的懒汉式优缺点
线程安全，同步代码块的懒汉式优缺点：
该种方式出发点是想对线程安全，同步方法的懒汉式进行改进，因为线程安全，同步方法的懒汉式效率太低
但是这种同步方式并不能够实现线程同步的作用：
如果在多线程的情景下，一个线程进入了if(instance == null)判断语句块中，但是还没来得及继续往下执行，另一个线程也走到该判断语句，并且继续执行，此时便会产生多个实例
-->在实际开发中，不要使用该种单例模式
六、双重检查(Double Check)
双重检查：
提供一个静态的公有方法，并加入双重检查代码，解决线程安全、懒加载、效率低的问题
实际开发中，推荐使用该种方式的单例模式
package com.tan.singleton.type6;
public class SingletonTest6 {
public static void main(String[] args) {
Singleton instance1 = Singleton.getInstance();
Singleton instance2 = Singleton.getInstance();
System.out.println(instance1 == instance2);//true
}
}
//双重检查
class Singleton {
private static Singleton instance;
private Singleton(){
}
public static Singleton getInstance() {
if(instance == null) {
synchronized (Singleton.class) {
if(instance == null){
instance = new Singleton();
}
}
}
return instance;
}
}
双重检查优缺点
Double-Check概念是多线程开发中经常使用到的单例模式，例如代码实现中，进行了两次if(instance == null)检查，这样可以保证线程安全
并且该种方式实例化代码只会执行一次，已经实例化之后，判断if(instance == null)则为false，直接return已经创建好了的实例化对象，避免了反复进行方法同步，提供了代码效率
总体而言，双重检查线程安全，延迟加载，效率较高
!!推荐使用，不仅能解决线程安全问题，还可以解决效率低下的问题，懒加载的问题也解决了
七、静态内部类
两个特点：
1.当外部的类被加载的时候，静态内部类不会被加载
2.在getInstance()调用的时候，会调用静态内部类，对其进行加载，并且在装载的时候线程是安全的，因此不会有线程安全问题
-->懒加载、线程安全
package com.tan.singleton.type7;
public class SingletonTest7 {
public static void main(String[] args) {
Singleton instance1 = Singleton.getInstance();
Singleton instance2 = Singleton.getInstance();
System.out.println(instance1 == instance2);//true
}
}
//静态内部类
class Singleton {
private static Singleton instance;
private Singleton(){
}
private static class SingletonInstance {
private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
}
public static Singleton getInstance() {
return SingletonInstance.INSTANCE;
}
}
静态内部类优缺点
静态内部类优缺点：
1.这种方式采用了类装载的机制来保证初始化实例时候只有一个线程
2.静态内部类在Singleton类被装载的时候并不会立即实例化，而是在需要实例化时，调用getInstance方法，才会装载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，JVM帮助我们保证了线程的安全性，在类进行初始化的时候，别的线程是无法进入的
4.避免了线程不安全，利用静态内部类的特点实现了延迟加载，效率较高
!!推荐使用
八、枚举
借助JDK1.5中的枚举来实现单例模式
package com.tan.singleton.type8;
public class SingletonTest8 {
public static void main(String[] args) {
Singleton instance1 = Singleton.INSTANCE;
Singleton instance2 = Singleton.INSTANCE;
System.out.println(instance1 == instance2);//true
System.out.println(instance1.hashCode());
System.out.println(instance2.hashCode());
instance1.sayOK();
}
}
enum Singleton {
INSTANCE;
public void sayOK(){
System.out.println("ok");
}
}
枚举优缺点
枚举优缺点：
借助JDDK1.5中添加的枚举来实现单例模式，不仅避免了多线程同步的问题，而且还能防止反序列化重新创建新的对象
这种实现单例模式的方式是Effective Java这本书的作者Josh Bloch所提倡的方式
!!!推荐使用
单例模式在JDK中的应用
java.lang.Runtime就是经典的单例模式
单例模式总结
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而言，使用单例模式可以提高系统性能
2.需要实例化一个单例模式类的时候，必须要铭记使用相应的获取对象的方法，而不是使用new的方式
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(重量级对象)，但又经常使用到的对象、工具类对象、频繁访问数据库或文件的对象(比如DataSource数据源、session工厂等)
