设计模式读书笔记之单例模式

单例模式是确保一个类只有实例，而且自行实例化并向整个系统提供实例。它可能是应用使用最广泛的模式，也是最广为人知的一种设计模式，就连我这个菜逼提到单例模式也能说上两句，蹦出懒汉模式，饿汉模式这样的名词。

那它究竟是怎么样的，又有多少种呢，又是在怎样的场景中使用呢？
我们先来看看它的使用场景，如上所说，它是确保一个类有且只有一个实例对象，避免产生多个对象消耗过多资源或某种对象只应该有且只有一个的场景，比如访问io或数据库的这样比较消耗的对象。

角色介绍：
（1）Client--高层客户端

（2）SingLecton--单例类
实现单列模式的关键点：
1.构造函数不对外开放，用private来修饰
2.通过一个静态方法或枚举来返回对象
3.确保单例对象有且只有一个，尤其是在多线程情况下
4.确保单例对象不会在反序列化里重构对象。
通过单例类的构造函数私有化使得客户端不能通过new的形式来手动构造单例类的对象，只能通过单例对象暴露的静态方法获取到单例对象的唯一对象，同时在获取到这个唯一的对象时候也要保证线程的安全，即在多线程环境下也要保证构造的单例对象有且只有一个，这也是单例模式里实现比较困难的地方。
下面用代码来看看几种单例模式的表现形式吧。
1.饿汉模式

public class Singleton {
    private static Singleton instance = new Singleton();
    private Singleton(){

    }

    public static Singleton getInstance(){
        return instance;
    }

饿汉模式将对象构造函数私有化，不能通过new获取，而我们将对象设为静态，并在声明的时候初始化。只能通过静态方法获取，保证了对象的唯一性。
2.懒汉模式(线程不安全，不推荐)

public class Singleton {
    private static Singleton instance;

    private Singleton() {

    }

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

该模式添加了关键字synchronized说明是同步方法，保证了在多线程模式下对象唯一的手段。问题在于，第一次调用初始化后
每次调用getInstance()方法仍会进行同步，会消耗不必要资源，一般不推荐
总结懒汉模式下优点在于只有被调用的时候才会去实例化，在一定程度上节约了资源，缺点是第一次调用加载及时实例化，反应稍慢，每次调用的
时候会同步，增加不必要的同步开销。
3.DCL模式

public class Singleton {
    private static Singleton instance=null;

    private Singleton() {

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

程序亮点在于getInstance方法上，在此方法里对instance进行两次判空，第一次是为了避免不必要的同步，第二次判空 是为了在null的情况下创建实例。解决了资源消耗，多余同步，线程安全问题。
更详细的解释：
假设线程A执行到 instance=new Singleton()的时候，它大致做了三件事情：
给Singleton实例分配内存，
调用构造函数，初始化字段
将instance对象指向分配的内存空间（此时Singlecton已经不为null）

DCL的优点：资源利用率高，效率高
缺点：第一次加载反应稍慢，由于java内存模型的原因偶尔会失败，在高并发环境下有一定缺陷（概率很小）。DCL是单例使用最多的模式。
4.静态内部内模式

public class Singleton {


    private Singleton() {

    }
    public static Singleton getInstance(){
      return SingletonHoulder.instance;
    }

    public static class SingletonHoulder{
        private static final Singleton instance = new Singleton();
    }

静态内部内方式静态内部内模式，是为了防止dcl模式在某些情况下失效（双重锁定失效）而产生出来的。
5.枚举模式

public enum Singleton {  
     INSTANCE;  
     public void whateverMethod() {  
     }  
 }  

这种方式是Effective Java作者Josh Bloch 提倡的方式，它不仅能避免多线程同步问题，而且还能防止反序列化重新创建新的对象。
6.容器模式

public class SinglectonManager {
    private static Map<String,Object> objectMap = new HashMap<String, Object>();
    private SinglectonManager(){
    }
    private static void resgisterService(String key,Object instance){
        if (!objectMap.containsKey(key)){
            objectMap.put(key,instance);
        }
    }
    public static Object getService(String key){
       return objectMap.get(key);
    }
}

在程序初始时，将多种单例类型注入到一个统一管理类中，在使用时候根据key获取对应的对象，这种方式可让我们管理多种类型，并在
获取时候可以通过统一接口获取，降低使用成本，也隐藏了具体实现，降低了耦合。

总结：
优点：
1.单例模式在内存中只有一个实例，减少了内存的开支，尤其是当一个对象频繁创建销毁，而创建销毁时性能无法优化优势最为明显
2.减少系统性能开销，当一个对象产生需要较多资源时候，读取配置，依赖对象时候，可以使其直接产生一个单例，然后永久驻留内存的方式解决。
3.避免对资源文件的多重占用
4.优化和共享资源访问

缺点：
1.没有接口，扩展困难
2.如果持有Context，容易引发内存泄露（最好是ApplicationContext）