设计模式之单例模式

好记性不如烂笔头，总结一下自己印象深刻的设计模式，从最简单的单例模式开始吧！

简介

单例模式（Singleton Pattern） 是最简单的设计模式之一了，这种类型的设计模式属于创建者模式，这种模式是为了确保只有一个对象被创建。

特点：

1. 单例类只能有一个实例
2. 单例类必须自己创建自己的唯一实例
3. 单例类必须给其他对象提供着一种实例

优点：

1. 内存中只有该类的一个实例，避免全局使用的类频繁的创建销毁，浪费系统资源。
2. 避免对资源的多重占用（写文件操作，避免对文件多重占用）。

缺点：
没有接口，不能继承，与单一职责冲突，一个类应该只关心内部逻辑，不关心外面怎样实例化。

几种最佳实践

1.饿汉模式

优点：线程安全，不加锁，执行效率高。
缺点：类装载时实例化, 不能保证lazy load 效果，浪费内存。

注意：

1. 基于 classloder 机制避免了多线程的同步问题
2. 如果调用 getInstance 方法时导致类加载，满足lazy load 载效果。

代码：

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

2. 懒汉模式（double-checked locking）

优点 lazy load，线程安全且保持高性能
缺点 实现较复杂

代码：

public class Singleton {
    // volatile 保证 new 原子性
    private volatile static Singleton instance;
    private Singleton (){}
    public static Singleton getInstance() {
    // 双校验
        if (instance == null) {
            synchronized (Singleton.class) {
                if (instance == null) {
                    instance = new Singleton();
                }
            }
        }
        return instance;
    }
}

3. 静态内部类模式

优点：lazy, 线程安全，实现简单，跟双检锁方式效果效果相同

注意：
利用 classloder 机制保证初始化一个instance只有一个线程。

代码：

public class Singleton {
    private Singleton(){}
    // 静态内部类
    private static class SingletonFactory {
        peivate static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
    }
    public static final Singleton getIntance() {
        return SingletonFactory.INSTANCE;
    }
}

4. 枚举

优点：线程安全，简洁，自动支持序列化机制，绝对防止多次序列化，防止反序列化重新创建新的对象。

缺点： no lazy, 不能通过 reflection attack 调用私有构造。

代码：

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

总结

经验之谈:

1. 建议使用 1.饿汉模式 加载
2. 明确需要 lazy load 使用 3.内部类模式
3. 涉及反序列化创建对象，使用 4.枚举
4. 有其他需求，考虑 2.双检锁懒汉模式