小司机带你学习单例模式的六种姿式！

单例模式是建立型模式的一种，下面总结一下在 Java 中实现单例模式的几种方法，并在多线程环境中进行了测试。

1、单例模式概念

单例模式确保某一个类只有一个实例，并且自行实例化并向整个系统提供这个实例，这个类称为单例类，它提供了全局访问的方法。

单例模式的三个特色：

• 这个类只能有一个实例。
• 这个类自行建立这个实例。
• 这个类自行向整个系统提供这个实例。

单例模式的应用有，Windows 里的任务管理器（一个系统中只有一个）、网站计数器（实现多个页面的计数同步）、数据库链接池（减小资源损耗）等。

2、单例模式实现

根据单例模式的特色，咱们来实现单例模式，在类中提供一个静态方法来获取这个惟一的实例对象，给其余类提供实例，而且这个实例对象不能直接使用 new 建立，因此构造方法要声明成私有，这即是最简单的单例模式实现。这样的实如今单线程环境中，固然没问题，可是咱们还要考虑多线程环境下的安全实现。

下面是对单例模式的各类实现，而且对每种实现方法都在多线程环境中作了测试，全部代码都在个人 GitHub 仓库中中，传送门。该仓库还在完成中，用 Java 实现 23 种设计模式，并对设计原则和每种设计模式作出详细的分析，感兴趣的能够 fork 或者 star 哦，也欢迎小伙伴参与该仓库的完成。

2.1 懒汉式单例类(线程不安全)

经过 getInstance() 方法获得单例对象，单例对象在须要的时候才被延迟建立，因此称之为懒汉式。可是在多线程环境中，因为这个 getInstance() 方法可能被多个线程同时调用，这极可能会建立多个实例，因此这种实如今多线程环境下是不安全的。

2.2 懒汉式单例类（线程安全）

给 getInstance() 加上 synchronized 关键字后，能够保证这个方法在同一时间只能被一个线程调用，多个线程调用这个方法要排队依次调用，这就保证了只会建立一个单例对象，在多线程环境下是安全的。

2.3 饿汉式单例类

相比于上面的懒汉式，饿汉式在类加载的时候就会建立实例对象，在 getInstance() 方法直接返回建立好的对象，简单直接，在多线程环境下也是安全的。

2.4 双重校验锁单例类

针对于上面的线程安全的懒汉式加载，这种实现方式不是直接给方法加上 synchronized 关键字，而是在 getInstance() 方法作双重检查来解决线程不安全的问题。这种方式容许多个线程同时调用该方法，可是在方法中会进行两次检查，第一次检查实例是否已经存在，若是不存在才进入下面的同步代码块，线程安全的建立实例，若是实例真的不存在（避免这是有其余线程建立好了，再次建立新的实例）才会建立实例。这种方式理论上要比直接使用 synchronized 关键字性能要高，可是对于不一样虚拟机对 volatile 关键字的优化，优点并不明显。

2.5 静态内部类单例类

建立一个静态内部类，来建立实例，和上面饿汉式相比，虽然都是直接 new 实例，可是这种方式在外部类加载时，静态内部类并不会被加载。只有在第一次调用 getInstance() 方法时，才会显式的加载静态内部类，建立实例，也是一种延迟（懒）建立方式。

2.6 枚举单例类

枚举实现单例模式是 Java 大牛们比较推荐的，由于这种方式实现很是简单，而且这种方式可是大多数单例模式的实现并非这种方式。这种方式须要开发者对枚举有清晰的认识，这里也简单的回顾一下枚举的基本知识。

枚举是在 Java1.5 以后出现的，能够更加简单的定义常量，经过反编译，咱们能够发现枚举其实也是一个 Java 类，这个类继承自 Enum 接口，定义的枚举对象会被加上 static final 关键字，这就是咱们不用枚举时声明常量的方式，另外在 static 静态代码块中初始化枚举对象，枚举的构造方法被加上了 private 关键字，防止其余类建立新的枚举对象实例。虽然前面几种方式没法直接使用 new 建立新的实例，可是能够用反射来绕过 private 限制，而枚举却有自带的序列化机制、防止反射攻击形成屡次实例化、线程安全的优势，从这些地方咱们均可以看出使用枚举是实现单例模式的绝佳方式。

3、单例模式总结

根据对资源加载时机的须要，来选择合适的单例模式实现方式，若是是懒加载方式，能够选择懒汉方式和双重校验锁方式；若是将资源加载的时间提早来达到使用时的快速体验，能够选择饿汉方式；若是涉及到序列化建立单例对象，能够选择枚举方式。

单例模式的优势是提供了对惟一实例的访问控制，能够节约系统资源，但缺点是单例类的职责太重，而且缺乏抽象层难以扩展，不太符合单一职责原则。

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