設計模式學習筆記----單例模式

單例模式的目的:
確保該類只有一個實例，並且自行實例化並向整個系統提供這個實例。

單例模式的好處:
避免產生多個對象消耗過多的資源

單例模式主要分爲餓漢模式和懶漢模式。

餓漢模式是在聲明靜態對象時就已經初始化。

//餓漢單例模式
public class Singleton {
    private static final Singleton mSingleton = new Singleton();
    //構造函數私有
    private Singleton(){
    }
    public static Singleton getSingleton(){
        return mSingleton;
    }
}

懶漢模式是聲明一個靜態對象，並且在用戶第一次調用getInstance時進行初始化。

//懶漢單例模式
public class Singleton2 {
    private static Singleton2 mSingleton2;
    private Singleton2(){};

    public static synchronized Singleton2 getInstance(){
        if(mSingleton2 == null){
            mSingleton2 = new Singleton2();
        }
        return mSingleton2;
    }
}

另外，在懶漢模式中的getInstance方法中添加了synchronized來進行同步，之所以這樣是因爲當多個線程調用getInstance時，可能會創建多個不同的Singleton2對象。

懶漢單例模式的優點是單例只有在使用時纔會被實例化，在一定程度上節約了資源，缺點是第一次加載時需要及時進行實例化，反應稍慢，最大的問題是每次調用getInstance都進行同步，造成不必要的開銷。因此這種模式一般不建議使用。

爲了既能夠在需要時才進行單例初始化，又能保證線程安全，且單例對象初始化後調用getInstance不進行同步鎖，可以採用Double CheckLock(DCL)實現單例:

//Double CheckLock
public class Singleton3 {
    private volatile static Singleton3 mSingleton3 = null;
    private Singleton3(){
    }
    public static Singleton3 getInstance(){
        if(mSingleton3 == null){
            //第一次判空是爲了避免每次去進行同步，如果不等於空，就不去多餘的去執行同步
            synchronized (Singleton3.class){
                if(mSingleton3 == null){
                    //第二次判空:當多線程某些線程均走入的第一個判空情況下，其中一個線程先獲得鎖，並且初始化，然後釋放鎖。
                    //另外的一個線程獲得鎖，如果不判空的話，依然還會再次實例化對象。所以需要兩次判斷
                    mSingleton3 = new Singleton3();
                }
            }
        }
        return mSingleton3;
    }
}

之所以加volatile是爲了保證mSingleton3對象每次都是從內存中讀取，避免了多線程時指令重排序造成的問題。

除此之外，還有靜態內部類單例模式:

public class Singleton4 {
    private static class InstanceHolder {
        public static Singleton4 mSingeton4 = new Singleton4();
    }

    private Singleton4() {
    }

    public static Singleton4 getInstance() {
        return InstanceHolder.mSingeton4;
    }
}

當第一次加載Singleton4類時並不會初始化mSingleton4，因爲內部靜態類只有在調用時纔會被加載，加載的同時會初始化mSingleton4實例，且該加載過程是線程安全的。該方法既保證了線程安全，同時也延遲了單例的實例化，因此推薦使用該方法。