設計模式：單例模式（關於餓漢式和懶漢式）

設計模式：單例模式（關於餓漢式和懶漢式）

定義

• 單例模式是一種常見的設計模式，目的是保證一個類中只能有一個實例，而且自行實例化並向整個系統提供這個實例，避免頻繁創建對象，節約內存

優缺點

優點

• 單例類只有一個實例，節省了內存資源，對於一些需要頻繁創建銷燬的對象，使用單例模式可以提高系統性能；
• 單例模式可以在系統設置全局的訪問點，優化和共享數據，例如前面說的Web應用的頁面計數器就可以用單例模式實現計數值的保存。

缺點

• 單例模式一般沒有接口，擴展的話除了修改代碼基本上沒有其他途徑。

類加載順序

• 先執行父類的靜態代碼塊和靜態變量初始化，靜態代碼塊和靜態變量的執行順序跟代碼中出現的順序有關。
• 執行子類的靜態代碼塊和靜態變量初始化。
• 執行父類的實例變量初始化
• 執行父類的構造函數
• 執行子類的實例變量初始化
• 執行子類的構造函數

同時類加載的過程是線程私有的，別的線程無法進入

如果類已經被加載：靜態代碼塊和靜態變量不在執行，再創建類對象時，只執行與實例相關的變量初始化和構造方法

Static關鍵字

一個類中如果有成員變量或者方法被static關鍵字修飾，那麼該成員變量或方法將獨立於該類的任何對象。它不依賴類特定的實例，被類的所有實例共享，只要這個類被加載，該成員變量或方法就可以通過類名去進行訪問，它的作用用一句話來描述就是，不用創建對象就可以調用方法或者變量。

下面將列舉幾種單例模式的實現方式，其關鍵方法都是用static修飾的，並且，爲了避免單例的類被頻繁創建對象，我們可以用private的構造函數來確保單例類無法被外部實例化。

懶漢和餓漢模式

單例模式一般分爲兩種一種是餓漢式一種是懶漢式

餓漢式：在類加載時就完成了初始化，所以類加載比較慢，單獲取對象的速度比較快

懶漢式：在類加載時不初始化，等到第一次被使用時才初始化

Java代碼實現

餓漢式（可用）

public class Singleton {

    private final static Singleton INSTANCE = new Singleton();
    
    private Singleton(){}

    public static Singleton getInstance(){
        return INSTANCE;
    }

}

• 在類加載的時候就完成了實例化，避免了多線程的同步問題，但是因爲在類加載就實例化了，沒有達到懶加載的效果，如果該實例沒有被使用，內存就浪費了

懶漢式

普通的懶漢式

public class Singleton {

    private static Singleton instance = null;

    private Singleton() {
    }

    public static synchronized Singleton getInstance() {
        if (instance == null) {
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    }

}

只有在方法第一次被訪問時纔會實例化，達到了懶加載的效果，對**getInstance()加了鎖的處理，保證了同一時刻只能有一個線程訪問並獲得實例，**但是因爲synchronized是修飾整個方法，每個線程訪問都要進行同步，但是這個方法只執行一次實例化代碼就夠了，每次同步導致效率低下

雙重檢查懶漢式（推薦，可用）

public class Singleton {
	// volatile 讓變量每次在使用的時候，都從主存中取。而不是從各個線程的“工作內存”
    private static volatile Singleton instance;

    private Singleton() {}

    public static Singleton getInstance() {
        if (instance == null) {
            synchronized (Singleton.class) {
                if (instance == null) {
                    instance = new Singleton();
                }
            }
        }
        return instance;
    }
}

這種寫法使用了兩個if判斷，並且同步的不是方法，而是代碼塊，效率較高。防止多次初始化對象

靜態內部類

public class Singleton {

    private Singleton() {}

    private static class SingletonInstance {
        private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
    }

    public static Singleton getInstance() {
        return SingletonInstance.INSTANCE;
    }

}

• 這種靜態內部類方式在Singleton類被裝載時不會立即實例化，而是在需要實例化時，調用getInstance方法，纔會裝載Single通Instance類，從而完成對象的實例化
• 因爲類的靜態屬性只會在第一次加載類的時候初始化，也就保證了SingletonInstance中的對象只會被實例化一次，並且這個過程也是線程安全的

枚舉

public enum Singleton {
    INSTANCE;
}

• 線程安全：因爲Java虛擬機在加載枚舉類的時候會使用ClassLoader的方法，這個方法使用了同步代碼塊來保證線程安全。
• 避免反序列化破壞對象，因爲枚舉的反序列化並不通過反射實現。