设计模式学习-单例模式

什么是单例模式

1. 一个类只有一个实例。即使用单例模式的类的构造方法必须是private，且类中含有一个当前类的静态成员变量。
2. 自行实例化，并向整个系统提供这个实例。即使用单例模式的类的初始化必须在类的内部，且要对外提供一个公开的方法来提供该类的实例对象。

单例模式的多种实现方式

单例模式的实现方式有很多种，比较常见的：

• 饿汉式（类加载时进行实例化）

• 懒汉式（在第一次使用时再实例化）

• 利用枚举类实现

  饿汉式的代码实现：

public class Singleton_01 {
    public static Singleton_01 INSTANCE = new Singleton_01();
    private Singleton_01() {}

    public static Singleton_01 getInstance() {
        return INSTANCE;
    }
}

懒汉式的代码实现：

使用懒汉式进行实现，为确保线程安全，需要使用synchronized上锁，确保使用单例模式的类仅会被实例化一次，这里会使用到双重检查锁，即不是给对外提供实例的方法上锁，而是在方法内部，主要目的是减少锁的粒度。在使用双重检查锁的时候，当前类的静态成员变量必须使用volatile进行修饰，避免因为指令重排序导致的线程安全问题。

public class Singleton_02 {
    private static volatile Singleton_02 INSTANCE;

    private Singleton_02() {}

    public static Singleton_02 getInstance() {
        if (INSTANCE == null) {
            synchronized (Singleton_02.class) {
                if (INSTANCE == null) INSTANCE = new Singleton_02();
            }
        }

        return INSTANCE;
    }
}

利用枚举类的代码实现：

使用枚举类进行实现，主要借助于枚举类的特性，成员会使用static与final进行修饰，且构造方法私有化。和饿汉式有些相似，但代码量非常简洁。

public enum Singleton_03 {
    INSTANCE;
}

单例模式存在的问题

单例模式对于每个类一定只有一个实例吗？

不一定。
在分布式环境下，会有多个 JVM，每个 JVM 都有一个实例。
或是同一个 JVM 使用多个类加载器，同时加载了这个类。

单例模式不适用于有状态。

如果一个使用单例模式的类是有状态的，比如该类有个成员变量的值是 10，在某个地方用的时候，将其修改为了 20，但有可能在其他地方又被修改为了 30。
所以，一般使用单例模式的类都是无状态的，例如工具类。