在Java开发过程当中，不少场景下都会碰到或要用到单例模式，在设计模式里也是常常做为指导学习的热门模式之一，相信每位开发同事都用到过。咱们老是沿着前辈的足迹去作设定好的思路，每每没去探究为什么这么作，因此这篇文章对单例模式作了详解。java
1、单例模式定义：设计模式
单例模式确保某个类只有一个实例，并且自行实例化并向整个系统提供这个实例。在计算机系统中，线程池、缓存、日志对象、对话框、打印机、显卡的驱动程序对象常被设计成单例。这些应用都或多或少具备资源管理器的功能。每台计算机能够有若干个打印机，但只能有一个Printer Spooler，以免两个打印做业同时输出到打印机中。每台计算机能够有若干通讯端口，系统应当集中管理这些通讯端口，以免一个通讯端口同时被两个请求同时调用。总之，选择单例模式就是为了不不一致状态，避免政出多头。缓存
2、单例模式特色：
一、单例类只能有一个实例。
二、单例类必须本身建立本身的惟一实例。
三、单例类必须给全部其余对象提供这一实例。安全
单例模式保证了全局对象的惟一性，好比系统启动读取配置文件就须要单例保证配置的一致性。多线程
3、线程安全的问题并发
一方面在获取单例的时候，要保证不能产生多个实例对象，后面会详细讲到五种实现方式；框架
另外一方面，在使用单例对象的时候，要注意单例对象内的实例变量是会被多线程共享的，推荐使用无状态的对象，不会由于多个线程的交替调度而破坏自身状态致使线程安全问题，好比咱们经常使用的VO，DTO等（局部变量是在用户栈中的，并且用户栈自己就是线程私有的内存区域，因此不存在线程安全问题）。性能
4、单例模式的选择学习
还记得咱们最先使用的MVC框架Struts1中的action就是单例模式的，而到了Struts2就使用了多例。在Struts1里，当有多个请求访问，每一个都会分配一个新线程，在这些线程，操做的都是同一个action对象，每一个用户的数据都是不一样的，而action却只有一个。到了Struts2， action对象为每个请求产生一个实例，并不会带来线程安全问题（实际上servlet容器给每一个请求产生许多可丢弃的对象，可是并无影响到性能和垃圾回收问题，有时间会作下研究）。优化
5、实现单例模式的方式
1.饿汉式单例（当即加载方式）
// 饿汉式单例
public class Singleton1 {
// 私有构造
private Singleton1() {}
private static Singleton1 single = new Singleton1();
// 静态工厂方法
public static Singleton1 getInstance() {
return single;
}
}
饿汉式单例在类加载初始化时就建立好一个静态的对象供外部使用，除非系统重启，这个对象不会改变，因此自己就是线程安全的。
Singleton经过将构造方法限定为private避免了类在外部被实例化，在同一个虚拟机范围内，Singleton的惟一实例只能经过getInstance()方法访问。（事实上，经过Java反射机制是可以实例化构造方法为private的类的，那基本上会使全部的Java单例实现失效。此问题在此处不作讨论，姑且闭着眼就认为反射机制不存在。）
2.懒汉式单例（延迟加载方式）
// 懒汉式单例
public class Singleton2 {
// 私有构造
private Singleton2() {}
private static Singleton2 single = null;
public static Singleton2 getInstance() {
if(single == null){
single = new Singleton2();
}
return single;
}
}
该示例虽然用延迟加载方式实现了懒汉式单例，但在多线程环境下会产生多个single对象，如何改造请看如下方式:
使用synchronized同步锁
public class Singleton3 {
// 私有构造
private Singleton3() {}
private static Singleton3 single = null;
public static Singleton3 getInstance() {
// 等同于 synchronized public static Singleton3 getInstance()
synchronized(Singleton3.class){
// 注意：里面的判断是必定要加的，不然出现线程安全问题
if(single == null){
single = new Singleton3();
}
}
return single;
}
}
在方法上加synchronized同步锁或是用同步代码块对类加同步锁，此种方式虽然解决了多个实例对象问题，可是该方式运行效率却很低下，下一个线程想要获取对象，就必须等待上一个线程释放锁以后，才能够继续运行。
public class Singleton4 {
// 私有构造
private Singleton4() {}
private static Singleton4 single = null;
// 双重检查
public static Singleton4 getInstance() {
if (single == null) {
synchronized (Singleton4.class) {
if (single == null) {
single = new Singleton4();
}
}
}
return single;
}
}
使用双重检查进一步作了优化，能够避免整个方法被锁，只对须要锁的代码部分加锁，能够提升执行效率。
3.静态内部类实现
public class Singleton6 {
// 私有构造
private Singleton6() {}
// 静态内部类
private static class InnerObject{
private static Singleton6 single = new Singleton6();
}
public static Singleton6 getInstance() {
return InnerObject.single;
}
}
静态内部类虽然保证了单例在多线程并发下的线程安全性，可是在遇到序列化对象时，默认的方式运行获得的结果就是多例的。这种状况很少作说明了，使用时请注意。
4.static静态代码块实现
public class Singleton6 {
// 私有构造
private Singleton6() {}
private static Singleton6 single = null;
// 静态代码块
static{
single = new Singleton6();
}
public static Singleton6 getInstance() {
return single;
}
}
5.内部枚举类实现
public class SingletonFactory {
// 内部枚举类
private enum EnmuSingleton{
Singleton;
private Singleton8 singleton;
//枚举类的构造方法在类加载是被实例化
private EnmuSingleton(){
singleton = new Singleton8();
}
public Singleton8 getInstance(){
return singleton;
}
}
public static Singleton8 getInstance() {
return EnmuSingleton.Singleton.getInstance();
}
}
class Singleton8{
public Singleton8(){}
}