设计模式-单例模式
作为对象的创建模式，单例模式确保其某一个类只有一个实例，而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。
# 一、介绍
单例模式（Singleton Pattern）是 Java 中最简单的设计模式之一，属于创建型模式的一种，它提供了一种创建对象的最佳方式。
这种模式的意义在于保证一个类仅有一个实例，并提供一个访问它的全局访问点，避免重复的创建对象，节省系统资源。
- 单例类只能有一个实例。
- 单例类必须自己创建自己的唯一实例。
- 单例类必须给所有其他对象提供这一实例。
# 二、实现方式
# 1、懒汉式(不推荐)
是否 Lazy 初始化：是
是否多线程安全：否
实现难度：易
描述：这种方式是最基本的实现方式，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。这种方式延迟加载很明显，不要求线程安全，在多线程不能正常工作。
public class Singleton {
private static Singleton instance; //静态实例
//私有化构造器
private Singleton() {
}
//通过该方法返回实例
public static Singleton getInstance() {
if (instance == null) {
instance = new Singleton();
}
return instance;
}
}
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# 2、懒汉式(不推荐)
是否 Lazy 初始化：是
是否多线程安全：是
实现难度：易
描述：这种方式具备很好的延迟加载，能够在多线程中很好的工作，但是，效率很低，99% 情况下不需要同步。
优点：第一次调用才初始化，避免内存浪费。
缺点：必须加锁 synchronized 才能保证单例，但加锁会影响效率。 getInstance() 的性能对应用程序不是很关键（该方法使用不太频繁）。
public class Singleton {
private static Singleton instance;
private Singleton() {
}
public static synchronized Singleton getInstance() {
if (instance == null) {
instance = new Singleton();
}
return instance;
}
}
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# 3、饿汉式(推荐使用)
是否 Lazy 初始化：否
是否多线程安全：是
实现难度：易
描述：这种方式比较常用，但容易产生垃圾对象。
优点：没有加锁，执行效率会提高。
缺点：类加载时就初始化，浪费内存。
它基于 classloader 机制避免了多线程的同步问题，不过，instance 在类装载时就实例化，虽然导致类装载的原因有很多种，在单例模式中大多数都是调用 getInstance 方法， 但是也不能确定有其他的方式（或者其他的静态方法）导致类装载，这时候初始化 instance 显然没有达到延迟加载的效果。
public class Singleton {
private static Singleton instance = new Singleton();
private Singleton() {
}
public static Singleton getInstance() {
return instance;
}
}
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# 4、双检锁/双重校验锁（DCL，即 double-checked locking）(推荐使用)
是否 Lazy 初始化：是
是否多线程安全：是
实现难度：较复杂
描述：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。 getInstance() 的性能对应用程序很关键。
public class Singleton {
private volatile static Singleton singleton;
private Singleton() {
}
public static Singleton getSingleton() {
if (singleton == null) {
synchronized (Singleton.class) {
if (singleton == null) {
singleton = new Singleton();
}
}
}
return singleton;
}
}
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# 5、登记式/静态内部类(推荐使用)
是否 Lazy 初始化：是
是否多线程安全：是
实现难度：一般
描述：这种方式能达到双检锁方式一样的功效，对静态域使用延迟初始化，但实现更简单。这种方式只适用于静态域的情况，双检锁方式可在实例域需要延迟初始化时使用。
public class Singleton {
private static class SingletonHolder {
private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
}
private Singleton() {
}
public static final Singleton getInstance() {
return SingletonHolder.INSTANCE;
}
}
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# 6、枚举(推荐使用)
是否 Lazy 初始化：否
是否多线程安全：是
实现难度：易
public enum Singleton {
INSTANCE;
public void whateverMethod() {
}
}
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# 三、总结
一般情况下，不建议使用第 1 种和第 2 种懒汉方式，建议使用第 3 种饿汉方式。只有在要明确实现 lazy loading 效果时，才会使用第 5 种登记方式。如果涉及到反序列化创建对象时，可以尝试使用第 6 种枚举方式。如果有其他特殊的需求，可以考虑使用第 4 种双检锁方式。