单例模式：

一个类只允许创建一个实例对象，并提供访问其唯一的对象的方式。这个类就是一个单例类，这种设计模式叫作单例模式。

 

作用：

避免频繁创建和销毁系统全局使用的对象。

 

单例模式的特点：

• 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的访问

 

应用场景：

• 全局唯一类，如 系统配置类、系统硬件资源访问类
• 序列号生成器
• Web 计数器

 

饿汉式与懒汉式的区别：

• 饿汉式是类一旦加载，就把单例初始化完成，保证 getInstance() 方法被调用时的时候，单例已经初始化完成，可以直接使用。
• 懒汉式比较懒，只有当被调用 getInstance() 方法时，才会去初始化这个单例。

 

线程安全性问题：

饿汉式，在被调用 getInstance() 方法时，单例已经由 jvm 加载初始化完成，所以并发访问 getInstance() 方法返回的都是同一实例对象，线程安全。

懒汉式，要保证线程安全，可以有以下几种方式：

• 给静态 getInstance() 方法加锁，性能差
• getInstance() 方法双重检查给类加锁后创建对象(以上两种低版本 JDK，由于指令重排，需要加 volatile 关键字，否则创建出多个对象；JDK 1.5 内存模型加强后解决了对象 new 操作和初始化操作的原子性问题)
• 通过静态内部类实现
• 通过枚举实现

示例代码：
1、饿汉式

package constxiong.interview;

/**
 * 单例模式 饿汉式
 * @author ConstXiong
 */
public class TestSingleton {

    private static final TestSingleton instance = new TestSingleton();
    
    private TestSingleton() {
    }
    
    public static TestSingleton getInstance() {
        return instance;
    }
    
}

2、懒汉式：线程不安全

package constxiong.interview;

/**
 * 单例模式 懒汉式-线程不安全
 * @author ConstXiong
 */
public class TestSingleton {

    private static TestSingleton instance;
    
    private TestSingleton() {
    }
    
    public static TestSingleton getInstance() {
        if (instance == null) {
            instance = new TestSingleton();
        }
        return instance;
    }
    
}

3、懒汉式：getInstance() 方法加锁，线程安全，性能差

package constxiong.interview;

/**
 * 单例模式 懒汉式-加锁
 * @author ConstXiong
 */
public class TestSingleton {

    private static volatile TestSingleton instance;
    
    private TestSingleton() {
    }
    
    public static synchronized TestSingleton getInstance() {
        if (instance == null) {
            instance = new TestSingleton();
        }
        return instance;
    }
    
}

4、懒汉式：双重检查 + 对类加锁

package constxiong.interview;

/**
 * 单例模式 懒汉式-双重检查 + 对类加锁
 * @author ConstXiong
 */
public class TestSingleton {

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

5、懒汉式：静态内部类

package constxiong.interview;

/**
 * 单例模式 懒汉式-静态内部类
 * @author ConstXiong
 */
public class TestSingleton {

    private static class SingletonHolder {
        private static final TestSingleton instance = new TestSingleton();
    }
    
    private TestSingleton() {
    }
    
    public static TestSingleton getInstance() {
        return SingletonHolder.instance;
    }
    
}

6、懒汉式：枚举

package constxiong.interview;

import java.util.concurrent.atomic.AtomicLong;

/**
 * 单例模式 懒汉式-枚举，id生成器
 * @author ConstXiong
 */
public enum TestSingleton {
    INSTANCE;
    private AtomicLong id = new AtomicLong(0);
    public long getId() {
        return id.incrementAndGet();
    }
}

 

实现方式的选择建议：

• 没有特殊要求，建议使用 1、饿汉式，提前初始化好对象，虽然提前占用内存资源和提前了初始化的时间，但避免了懒加载过程中程序出现内存不够、超时等问题，符合 fail-fast 原则。
• 明确要求懒加载，可以使用 5、静态内部类的方式
• 有其他特殊要求，使用 4、双重检查 + 对类加锁的方法