設計模式之一單例模式(java實作)

　　學習一下各種設計模式，看以后的用不用得上╮(╯_╰)╭

1. 飽漢式

/**
 * 飽漢式
 * 1. 構造器私有化
 * 2. 靜態的私有變數instance
 * 3. 靜態的public方法
 */
public class Singleton {
    private static Singleton instance = new Singleton();
    private Singleton() {
    }

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

　　懶漢式缺點：不管用不用這個物件，都會實體化，浪費資源；

2 餓漢式

/**
 * 餓漢式
 * 只有在需要獲取實體的時候，才會去實體化
 */
public class Singleton {
    private static Singleton instance;
    private Singleton() {
    }

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

　　惡漢式也帶來了問題，就是執行緒不安全

3. 對餓漢式+synchronized 

/**
 * 餓漢式+synchronized
 * 只有在需要獲取實體的時候，才會去實體化
 */
public class Singleton {
    private static Singleton instance;
    private Singleton() {
    }

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

　　在方法上加鎖會鎖住整個方法，繼續優化一下，只是給new物件的部分代碼加鎖：

/**
 * 餓漢式+synchronized同步代碼塊
 * 只有在需要獲取實體的時候，才會去實體化
 */
public class Singleton {
    private static Singleton instance;
    private Singleton() {
    }

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

　　但是在同步代碼塊這樣的方式有產生了問題：執行緒A和執行緒B都執行到了同步代碼塊這里，執行緒A先進去，實體化物件instance，釋放鎖，然后執行緒B才進去，于是也實體化了一個instance，于是就有兩個實體了，執行緒不安全

4. 雙重檢測鎖

/**
 * 雙重檢測鎖
 * 
 */
public class Singleton {
    private static Singleton instance;
    private Singleton() {
    }

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

            }
        }
        return instance;
    }
}

　　但是上面雙重檢測的方式在超高并發的環境下也有問題，涉及到JVM層面指令重排，這個雙重檢測單例模式加不加volatile是個經典面試題

　　舉個例子：Singleton instance = new Singleton() 這條指令雖然我們程式員看起來就是一條指令，但是在jvm層面卻是會分解成三條
　   （1）在java堆中分配空間，創建物件

　　 (2) 給創建的物件初始化賦值

　　 (3)在java堆疊中創建區域變數instance，指向java堆中的物件

　　在上面(2)和(3)因為指令重排可能交換了順序,執行程序就是（1）-->（3）-->（2）,當執行緒A執行到(1)->(3)的時候，此時instance指向的是一個半成品的實體，因為這個實體中的屬性值還沒有初始化；

　　此時執行緒B來呼叫Singleton.getInstance()就會發現跳過了里面的if陳述句，直接回傳了instance實體，于是在執行緒B中呼叫該實體的方法的時候就會出問題（半成品的物件是什么呢，想一下類加載機制，加載，鏈接(驗證，準備，決議)，初始化，在加載，鏈接之后，初始化之前的物件就是半成品的）

　　可以使用volatile關鍵字進行優化，禁止指令重排；

5.1  雙重檢測鎖+volatile實作單例(完美版)

/**
 * 雙重檢測+volatile
 */
public class Singleton {
    private static volatile Singleton instance;
    private Singleton() {
    }

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

            }
        }
        return instance;
    }
}

5.2 列舉實作(完美版)

/**
 * 列舉方式實作
 */
public enum SingletonEnum {
    instance; 
}

5.3 靜態內部類的方式實作單例(完美版)

/**
 * 靜態內部類實作單例
 */
public class Singleton {
    private static Singleton instance;
    private Singleton() {
    }

    private static class SingletonHelper {
        private static final Singleton singleton = new Singleton();
    }

    public static Singleton getInstance() {
        return SingletonHelper.singleton;
    }
}

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