理解单例模式

是什么

Ensure a class only has one instance, and provide a global point of access to it.

确保一个类只有一个实例，并且提供一个全局的方法来访问这个类。

单例模式的实现

饿汉式
懒汉式
静态内部类
枚举

优缺点

优点：

全局提供一个类的实例，防止一个类被重复实例。

缺点

类内的全局变量的使用涉及到非线程安全。

饿汉式

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

在类的加载的时候就已经进行了初始化，所以是线程安全的，但是类的加载会影响程序的启动时间。

懒汉式

非线程安全

public class Singleton {
    //私有构造函数
    private Singleton() {}  
    //单例对象
    private static Singleton instance = null;  
    //静态工厂方法
    public static Singleton getInstance() {
        if (instance == null) {
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    }
}

当多个进程同时来调用该方法时：假如A,B线程同时来到了 if 判断语句这里，同时判断为 true ，那么就获得了2个实例了。

当想要获取对应的单例时，再实例化该类，从而不再影响程序的启动。

线程安全

双重检验锁

public class Singleton {
    //私有构造函数
    private Singleton() {} 
    //单例对象，使用 volatile 关键字禁止指令重排序
    private volatile static Singleton instance = null; 
    //静态工厂方法
    public static Singleton getInstance() {
        //双重检测机制
        if (instance == null) {      
            //同步锁
             synchronized (Singleton.class){  
                //双重检测机制
                if (instance == null) {     
                    instance = new Singleton();
                }
            }
         }
        return instance;
    }
}

注意在声明单例的时候，使用 volatile 关键字禁止指令重排序。

静态内部类

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

第一次加载 Singleton 类时并不会初始化 instance ，只有第一次调用 getInstance() 方法时虚拟机加载 SingletonHolder 并初始化instance ，这样不仅能确保线程安全也能保证 Singleton 类的唯一性。

枚举

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

枚举声明的单例是线程安全的，在程序启动的时候就会加载该类。枚举声明的类不会因为反序列化或者反射就能获得第二个该类的实例，但是其他的几种模式会。

反射打破单例

//获得构造器
Constructor con = Singleton.class.getDeclaredConstructor();
//设置为可访问
con.setAccessible(true);
//构造两个不同的对象
Singleton singleton1 = (Singleton)con.newInstance();
Singleton singleton2 = (Singleton)con.newInstance();
//验证是否是不同对象
System.out.println(singleton1 == singleton2);

注意

使用枚举实现的单例模式，不但可以防止利用反射强行构建单例对象，而且可以在枚举类对象被反序列化的时候，保证反序列的返回结果是同一对象。
对于其他方式实现的单例模式，如果既想要做到可序列化，又想要反序列化为同一对象，则必须实现 readResolve 方法。

单例模式	是否线程安全	是否懒加载	是否防止反射，反序列化构建
饿汉式	是	否	否
双重检验锁	是	是	否
静态内部类	是	是	否
枚举	是	否	是

java中的应用

java.lang.Runtime#getRuntime()
java.awt.Desktop#getDesktop()
java.lang.System#getSecurityManager()

参考

https://github.com/iluwatar/java-design-patterns/tree/master/singleton
https://zhuanlan.zhihu.com/p/33102022

是什么