设计模式（四）：单例模式

1. 单例模式的介绍

单例模式（Singleton Pattern）属于创建型模式，它确保一个类只有一个实例，并提供了一个全局访问点来访问该实例。

优点：

1. 在内存里只有一个实例，减少了内存的开销，尤其是频繁的创建和销毁实例
2. 避免对资源的多重占用。

缺点：

1. 没有接口，不能继承。
2. 与单一职责原则冲突，一个类应该只关心内部逻辑，而不关心外部怎么样来实例化。

2. 单例模式的类图

3. 单例模式的实现

3.1 懒汉式（线程不安全）

这种实现最大的问题就是不支持多线程。因为没有加锁 synchronized，所以严格意义上它并不算单例模式。

package blog;

public class SingleObject {
    private static SingleObject instance;

    private SingleObject() {}

    public static SingleObject getInstance() {
        if (instance == null) {
            instance = new SingleObject();
        }

        return instance;
    }
}

3.2 懒汉式（线程安全）

这种方式采用双锁机制，安全且在多线程情况下能保持高性能。

package blog;

public class SingleObject {
    private volatile static SingleObject instance;

    private SingleObject() {}

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

3.3 饿汉式

这种方式比较常用，没有加锁，执行效率会提高。但在类加载时就初始化，浪费内存。

package blog;

public class SingleObject {
    private static final SingleObject instance = new SingleObject();

    private SingleObject() {}

    public static SingleObject getInstance() {
        return instance;
    }
}

3.4 静态内部类

这种方式是 SingleObject 类被装载了，INSTANCE 不会被初始化。因为SingleObjectHolder 类没有被主动使用，只有通过显式调用 getInstance 方法时，才会显式装载SingleObjectHolder类，从而实例化INSTANCE。即实现了延迟加载，也保证线程安全。

package blog;

public class SingleObject {
    private static class SingleObjectHolder {
        private static final SingleObject INSTANCE = new SingleObject();
    }

    private SingleObject() {}

    public static SingleObject getInstance() {
        return SingleObjectHolder.INSTANCE;
    }
}

3.5 枚举

这种实现方式还没有被广泛采用，但这是实现单例模式的最佳方法。它不仅能避免多线程安全问题，而且还自动支持序列化机制，防止反序列化重新创建新的对象，绝对防止多次实例化。

package blog;

public class SingleObject {
    enum SingletonEnum {
        INSTANCE;
        
        private final SingleObject unique;
        
        SingletonEnum() {
            unique = new SingleObject();
        }

        public SingleObject getInstnce(){
            return unique;
        }
    }

    private SingleObject() {}

    public static SingleObject getInstance() {
        return SingletonEnum.INSTANCE.getInstnce();
    }
}