从不浪费时间的人，没有功夫抱怨时间不够。— 杰弗逊

写在前面

单例模式的定义：保证一个类仅有一个实例，并提供一个访问它的全局访问点。

单例模式.gif

上图中Singleton是单例类，Client是调用单例类的客户端，Client通过调用Single的getSingleton()获取实例对象。

单例写法

单例模式有多种写法，每种写法都有利弊，这里只讲5种常用的写法。

1.饿汉模式

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

饿汉模式的利弊：

• 饿汉模式是基于类加载机制，避免了多线程的同步问题。
• 饿汉模式在类加载的时候就完成了实例化，所以类加载较慢，获取实例对象的速度非常快。
• 饿汉模式在类加载的时候就完成了实例化，没有达到懒汉加载的效果，所以如果从始至终都没有使用到该实例对象，就会造成内存的浪费。

2.懒汉模式（线程不安全）

public class Singleton {

    private static Singleton instance;

    private Singleton() {

    }

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

懒汉模式（线程不安全）的利弊：

• 懒汉模式（线程不安全）在多线程的情况下可能产生线程的同步问题。
• 懒汉模式（线程不安全）声明了一个静态对象，在第一次调用getInstance()的时候完成静态对象的实例化，所以类加载很快，第一次获取实例对象的时候较慢。
• 懒汉模式（线程不安全）达到了懒汉加载的效果，所以即便是从始至终没有使用到该实例对象，也不会造成内存的浪费。

3. 懒汉模式（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;
    }
}

懒汉模式（线程安全）的利弊：

• 懒汉模式（线程安全）使用synchronized关键字声明getInstance()方法，避免了多线程的同步问题，所以是线程安全的。
• 懒汉模式（线程安全）每次调用getInstance()方法都需要进行同步，这会造成不必要的同步开销，而且大部分时候是用不到同步的，所以不推荐使用这种方式。

4.双重检查模式（DCL）

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;
    }
}

双重检查模式（DCL）的利弊：

• 双重检查模式（DCL）的静态对象使用volatile关键字声明或多或少会影响性能，但是考虑到程序的正确性，牺牲这点性能还是值得的。
• 双重检查模式（DCL）在getInstance()方法中会对静态对象进行两次判空，第一次是为了不必要的同步，第二次是在静态对象为null时完成实例化。
• 双重检查模式（DCL）的优点是资源利用率高，在第一次调用getInstance()的时候完成实例化，效率高；缺点是第一次调用getInstance()的时候要进行一次同步和两次判空，反应稍慢一些。
• 双重检查模式（DCL）虽然在一定程度上解决了内存的浪费，多余的同步和线程安全等问题，但是在某些情况下还是会出现失效的问题，推荐使用静态内部类单例模式。

5.静态内部类单例模式

public class Singleton {

    private Singleton() {

    }

    public static Singleton getInstance() {
        return SingletonHolder.sInstance;
    }

    private static class SingletonHolder {
        private static final Singleton sInstance = new Singleton();
    }
}

静态内部类单例模式的利弊：

• 静态内部类单例模式在类加载的时候虚拟机不会去加载SingletonHolder，所以sInstance实例对象也不会被初始化，只有调用getInstance()方法时，虚拟机才会去加载SingletonHolder并初始化sInstance实例对象。
• 静态内部类单例模式不仅能确保线程安全，还能保证实例对象的唯一性，也不会造成内存的浪费，所以推荐使用这种方式。

总结

从以上介绍中了解到单例的构造函数是私有的，只对外提供一个getInstance()方法用来获取实例对象。单例模式的利弊主要是针对内存，同步和线程安全这几个方面的，所以在日常开发中，可以根据实际项目需求选取单例模式的实现。