单例模式的几种实现方式#java，简单易懂

单例模式（Singleton Pattern）是一种设计模式，这种模式涉及到一个单一的类，该类负责创建自己的对象，同时确保只有单个对象被创建。这个类提供了一种访问其唯一的对象的方式，可以直接访问，不需要实例化该类的对象。
这里介绍几种实现的方式。

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1. 懒汉式1（线程不安全）

lazy loading懒惰加载：指在需要用到时（第一次调用getInstance）才创建对象，而不是一开始就new，避免内存浪费。

public class Singleton {  

    private static Singleton instance;

    //让构造函数为 private，这样该类就不会在类外部被实例化  
    private Singleton (){}  

    //获取唯一可用的对象
    public static Singleton getInstance() {
    //在第一次调用时（instance为null）创建 Singleton 的一个对象 
    if (instance == null) {  
        instance = new Singleton();  
    }  
    return instance;  
    }  
}

注：这种方式是最基本的实现方式，其最大的问题就是不支持多线程。因为没有加锁 synchronized，当第一次调用getInstance()时可能有多个线程同时调用，new操作可能被执行多次，即创建了多个对象，所以严格意义上它并不算单例模式。

2. 懒汉式2（线程安全）

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

注：这种方式在第一种方式的基础上加了synchronized，在第一次调用时，多线程不会同时调用，保证了线程安全。但是这样会影响效率，因为其实加锁只是为了保证第一次调用时线程安全，但加锁之后，即使对象已经存在（instance != null，即不是第一次调用），在多线程调用getInstance()时还是需要等待（没必要的等待），不能同时进行，降低了性能。

3. 饿汉式

饿汉式是相对懒汉式而言的，其不管是否需要用到这个对象，在类加载时就已经创建好了对象，这种方式比较常用，但容易产生垃圾对象。

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

注：这种方式基于 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。导致类装载的原因有很多种，虽然在单例模式中类装载的原因大多数都是调用 getInstance 方法， 但是也不能确定有其他的方式（或者调用该类的其他的静态方法）导致类装载，这时候初始化 instance 显然没有达到 lazy loading 的效果。

4. 双检锁 / 双重校验锁（DCL，即 double-checked locking）

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

注：当一个共享变量被volatile修饰时，它会保证修改的值会立即被更新到主存，当有其他线程需要读取时，它会去内存中读取新值。DCL方式在懒汉式的基础上，采用双锁机制，lazy loading，线程安全且在多线程情况下能保持高性能。其关键之处在于只在instance == null时进行加锁，而不是（像懒汉式2那样）对整个getInstance()加锁（在大部分情况下getInstance()是没必要加锁的），这样可以提高性能。
关于volatile的参考链接：
Java并发编程：volatile关键字解析
volatile百度百科

5. 登记式 / 静态内部类

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

注：这种方式能达到双检锁方式一样的功效，但实现更简单。对静态域使用延迟初始化，应使用这种方式而不是双检锁方式。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。
这种方式同样利用了 classloader 机制来保证初始化 instance 时只有一个线程，它跟第 3 种方式（饿汉式）不同的是：第 3 种方式只要 Singleton 类被装载了，那么 instance 就会被实例化（可能没有达到 lazy loading 效果），而这种方式是 即使Singleton 类被装载了，instance 不一定被初始化。因为 SingletonHolder 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 SingletonHolder 类，从而实例化 instance。想象一下，如果实例化 instance 很消耗资源，所以想让它延迟加载，另外一方面，又不希望在 Singleton 类加载时就实例化，因为不能确保 Singleton 类还可能在其他的地方被主动使用从而被加载，那么这个时候实例化 instance 显然是不合适的。这个时候，这种方式相比第 3 种方式就显得很合理。

6. 枚举

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

注：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。它更简洁，自动支持序列化机制，绝对防止多次实例化。
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。不过，由于 JDK1.5 之后才加入 enum 特性，用这种方式写不免让人感觉生疏，在实际工作中，也很少用。
不能通过 reflection attack 来调用私有构造方法。
没有lazy loading。

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来自菜鸟教程的经验之谈：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。

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补充：双检锁方式在很多平台和优化编译器上是错误的，原因在于instance = new Singleton()这行代码在不同编译器上的行为是无法预知的，从而可能导致错误，具体点击这里见该文文末。

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参考文章：单例模式 | 菜鸟教程