小小的单例模式竟然有这么多种写法?

单例模式应该是小小写法设计模式中最容易理解也是用得最多的一种模式了，同时也是单多种面试的时候最常被问到的模式。

1. 单例模式的例模定义

单例模式指的是一个类中在任何情况下都绝对只有一个实例，并且提供一个全局访问点。式竟

2. 单例模式的小小写法应用场景

单例模式的应用非常广泛，如数据库中的单多种连接池、J2EE中的例模ServletContext和ServletContextConfig、Spring框架中的式竟ApplicationContext等等。然而在Java中，小小写法单例模式还可以保证一个JVM中只存在一个唯一的单多种实例。

单例模式的例模应用场景主要有以下几个方面：

当需要频繁创建一些类的时候，使用单例可以降低系统的式竟内存压力，减少GC(垃圾回收) ; 当某些类创建实例时候需要占用的小小写法资源较多，或者实例化过程耗时比较长，单多种且经常使用的网站模板例模情况; 当存在频繁访问数据库或者文件的对象; 当对于一些控制硬件级别的操作，或者从系统上来讲应当是单一控制逻辑的操作，是不允许存在多个实例的，否则玩完;

3. 单例模式的优缺点

3.1 单例模式的优点

单例模式可以保证内存中只有一个实例对象，从而会减少内存的开销; 单例模式可以避免对资源的多重占用; 单例模式设置全局访问点，可以起到优化和共享资源的访问的作用;

3.2 单例模式的缺点

扩展难， 因为单例模式通常是没有接口的啊，如果想要扩展，那么你唯一途径就是修改之前的代码，所以说单例模式违背了开闭原则; 调试难，因为在并发测试中，单例模式是不利于代码的调试的，单例中的高防服务器代码没有执行完，也不能模拟生成一个新对象; 违背单一职责原则，因为单例模式的业务代码通常写在一个类中，如果功能设计不合理，就很容易违背单一职责原则;

4. 单例模式的实现方式及其优缺点

4.1 单例模式的饿汉式实现

4.1.1 饿汉式标准写法

Singleton类称为单例类，通过内部初始化一次 ， 隐藏构造方法， 并提供一个全局访问点的方式实现。

/**  * msJava  *  * @Description 单例模式的通用写法  * @Date 2021-01-23  */ public class Singleton {      /**      * 内部初始化一次      */     private static final Singleton instance = new Singleton();     /**      * 隐藏构造方法      */     private Singleton() {      }     /**      * 提供一个全局访问点      *      * @return Singleton      */     public static Singleton getInstance() {          return instance;     } } 

以上饿汉式单例写法在类的初始化的时候就会进行初始化操作，并且创建对象，绝对的线程安全，因为此时线程还没有出现就已经实例化了，故不会存在访问安全的问题。

4.1.2 饿汉式静态块机制写法

饿汉式还有一种实现，那就是静态块机制，如下代码所示：

/**  * msJava  *  * @Description 单例模式  饿汉式静态机制 实现  * @Date 2021-01-23  */ public class HungryStaticSingleton {      private static final HungryStaticSingleton hungrySingleton;     //静态代码块 类加载的时候就初始化     static {          hungrySingleton=new HungryStaticSingleton();     }     /**      * 私有化构造函数      */     private HungryStaticSingleton(){ }     /**      * 提供一个全局访问点      * @return      */     public static HungryStaticSingleton getInstance() {          return hungrySingleton;     } } 

我们分析一下这种是写法 ，可以明显的看到所以对象是类在加载的时候就进行实例化了，那么这样一来，站群服务器会导致单例对象的数量不确定，从而会导致系统初始化的时候就造成大量内存浪费，况且你用不用还不一定，还一直占着空间，俗称“占着茅坑不拉屎”。

4.2 单例模式的懒汉式实现

为了解决饿汉式单例写法可能带来的内存浪费问题，这里分析一下懒汉式单例的写法。如下代码所示：

/**  * msJava  *  * @Description 单例模式  懒汉式单例实现  * @Date 2021-01-23  */ public class LazySimpleSingleton {      private static LazySimpleSingleton lazySingleton = null;     /**      * 私有化构造函数      */     private LazySimpleSingleton() {      }     /**      * 提供一个全局访问点      *      * @return      */     public static LazySimpleSingleton getInstance() {          if (lazySingleton == null) {              lazySingleton = new LazySimpleSingleton();         }         return lazySingleton;     } } 

这样实现的好处就是只有对象被使用的时候才会进行初始化，不会存在内存浪费的问题，但是它会在多线程环境下，存在线程安全问题。我们可以利用synchronized关键字将全局访问点方法变成一个同步方法，这样就可以解决线程安全的问题，代码如下所示：

/**  * msJava  *  * @Description 单例模式  懒汉式单例实现 synchronized修饰   * @Date 2021-01-23  */ public class LazySimpleSingleton {      private static LazySimpleSingleton lazySingleton = null;     /**      * 私有化构造函数      */     private LazySimpleSingleton() { }     /**      * 提供一个全局访问点        *      * @return      */     public synchronized static  LazySimpleSingleton getInstance() {          if (lazySingleton == null) {              lazySingleton = new LazySimpleSingleton();         }         return lazySingleton;     } } 

但是，这样虽然解决了线程安全的问题，可是如果在线程数量剧增的情况下，用synchronized加锁，则会导致大批线程阻塞，从而骤减系统性能。

4.3 单例模式的双重检测实现

在上述代码上进一步优化，代码如下所示：

/**  * msJava  *  * @Description 单例模式  懒汉式-双重检测单例实现  * @Date 2021-01-23  */ public class LazyDoubleCheckSingleton {      // volatile 关键字修饰     private volatile static LazyDoubleCheckSingleton lazySingleton ;     /**      * 私有化构造函数      */     private LazyDoubleCheckSingleton() { }     /**      * 提供一个全局访问点      *      * @return      */     public static LazyDoubleCheckSingleton getInstance() {          // 这里先判断一下是否阻塞         if (lazySingleton == null) {              synchronized (LazyDoubleCheckSingleton.class){                  // 判断是否需要重新创建实例                 if (lazySingleton == null) {                      lazySingleton = new LazyDoubleCheckSingleton();                 }             }         }         return lazySingleton;     } } 

()方法时，第二个线程也可以调用，但是第一个线程执行synchronized时候，第二个线程就会发现阻塞，但是此时的阻塞是getInstance()内部的阻塞。

4.4 单例模式的静态内部类实现

虽然双重检测锁的单例模式解决了线程安全和性能问题，但是毕竟涉及加锁的操作，多多少少就会到了性能的影响，下面我们分享一下更加优雅的单例模式实现，如下代码所示：

/**  * msJava  *  * @Description 单例模式  静态内部类单例实现  * @Date 2021-01-23  */ public class LazyStaticInnerClassSingleton {      //  在构造方法里面抛出异常真的合适？   private LazyStaticInnerClassSingleton(){      if(LazyHolder.INSTANCE != null){          throw new RuntimeException("不允许创建多个实例");     }   }   // static 保证这个方法不会被重写 覆盖   private static LazyStaticInnerClassSingleton getInstance(){        return LazyHolder.INSTANCE;   }   // Java 默认不会加载内部类   private static class LazyHolder{        private static final LazyStaticInnerClassSingleton INSTANCE=new LazyStaticInnerClassSingleton();   } } 

5. 总结

单例模式面试几乎必备!