大话设计模式——9.单例模式（Singleton Pattern）

简介

确保一个类只有一个实例，并提供全局访问点来获取该实例，是最简单的设计模式。

UML图：
在这里插入图片描述
单例模式共有两种创建方式：

饿汉式（线程安全）

提前创建实例，好处在于该实例全局唯一，不存在线程冲突；坏处在于未使用时也会占用内存资源。

懒汉式（原生写法存在线程冲突问题）

将实例的创建延迟到第一次使用时进行，相当于懒加载

创建步骤：

私有化构造器
提供唯一的全局访问接口

一、饿汉式

饿汉对象：

public class HungrySingleton {// 创建实例，类加载时已经确定实例，不存在线程冲突private static final HungrySingleton newInstance = new HungrySingleton();// 私有化构造器private HungrySingleton() {}public void processOn() {System.out.println("饿汉单例模式");}/*** 提供对外唯一访问实例的方法** @return*/public static HungrySingleton getInstance() {return newInstance;}
}

运行

public class Main {public static void main(String[] args) {HungrySingleton.getInstance().processOn();HungrySingleton hungrySingleton01 = HungrySingleton.getInstance();HungrySingleton hungrySingleton02 = HungrySingleton.getInstance();System.out.println(hungrySingleton02 == hungrySingleton01);}
}

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二、懒汉式

原生写法

public class LazySingleton {// 实例对象private static LazySingleton instance = null;private LazySingleton() {}public static LazySingleton getInstance() {if (instance == null) {instance = new LazySingleton();}return instance;}
}

存在线程安全隐患，多个线程进入可能会重复创建实例
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改造

方式1：同步方法

public class LazySingleton {// 实例对象private static LazySingleton instance = null;private LazySingleton() {}/*** 同步锁，每次只能允许一个线程进行获取* @return*/public static synchronized LazySingleton getInstanceSafely(){if (instance == null) {instance = new LazySingleton();}return instance;}
}

ps：改方式虽然可以确保线程安全，但是由于锁的粒度较大，高并发情况下系统性能会降低。

方式2：同步代码块，使用volatile禁止指令重排，确保赋值时的原子操作同时使用DCL双重检查锁定（Double-Checked-Locking）,在多线程情况下保持高性能

public class LazySingleton {// 实例对象，禁止指令重排，确保原子操作private static volatile LazySingleton instance = null;private LazySingleton() {}/*** 同步锁，每次只能允许一个线程进行获取** @return*/public static LazySingleton getInstanceSafely02() {if (null == instance) {synchronized (LazySingleton.class) {// DCL双重检查锁定 if (null == instance) {instance = new LazySingleton();}}}return instance;}
}