设计模式之单例

singleton

思想

确保一个类只有一个实例，并提供该实例的全局访问点

使用一个私有构造函数、一个私有静态变量、一个公有的静态函数来实现。
这样只能通过这个公有的静态函数来返回唯一的私有静态变量。

实现方式

1. 懒汉式-线程不安全

私有静态变量uniqueInstance在使用的时候，被实例化

public class Singleton {
    private static Singleton uniqueInstance;
    
    private Singleton() {
    } 
    
    public static Singleton getUniqueInstance() {
        if (uniqueInstance == null) {
            uniqueInstance = new Singleton();
        }
        return uniqueInstance;
    }
}

这种实现方式在多线程的环境下会存在多个线程同时进入if语句，创建多个实例。

2. 饿汉式-线程安全

在类加载时，直接赋值创建实例，这样保证不会重复创建实例。

private static Singleton uniqueInstance = new Singleton();

3. 懒汉式-同步机制

通过给静态函数加锁，一个线程创建时，其他线程只能等待，保证了线程安全。但是锁粒度比较大，开销大。

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

4. 懒汉式-双重检测
   将锁的粒度减小，只需要给实例化的部分加锁，
   首先判断是否已经生成实例，如果没有生成实例的时候才给实例化部分加锁。

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

   如果是这样，在没有实例化的时候，两个线程进入了if语句，所以加了同步控制，但是只是先后的顺序去实例化，会产生多实例。
   所以需要双重检测，同步的情况下，第一个线程实例化之后，第二个语句进入同步块时，判断if的条件就不成立，也就控制了单实例。

   if (uniqueInstance == null) {
       synchronized (Singleton.class) {
           uniqueInstance = new Singleton();
       }
   }

volatile 关键字修饰uniqueInstance， 因为uniqueInstance = new Singleton();语句分三步执行：
（1） 开辟存储空间
（2） 初始化对象
（3） 让uniqueInstance实例指向空间。
JVM具有指令重排的特性，可能执行顺序会编程1-3-2，多线程的情况下可能产生没有初始化的实例。volatile可以禁止指令重排，在多线程下正常运行。

5. 静态内部类

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

6. 枚举实现
   实现简单，在序列化和反射攻击时，可以防止多实例。

   public enum Singleton {
       uniqueInstance;
   }