单例模式（SingletonPattern）

客官°小女子只卖身不卖艺 2021-09-29 18:42 179阅读 0赞

**摘要：**   
　　   
　　本文首先概述了单例模式产生动机，揭示了单例模式的本质和应用场景。紧接着，我们给出了单例模式在单线程环境下的两种经典实现：**饿汉式** 和**懒汉式**，但是饿汉式是线程安全的，而懒汉式是非线程安全的。在多线程环境下使用**双重检查模式。**

类图：

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单例模式有 3 个特点：

1.  单例类只有一个实例对象；
2.  该单例对象必须由单例类自行创建；
3.  单例类对外提供一个访问该单例的全局访问点；

使用场景：

1.数据库连接池的连接类

2.工具类

3.配置的Bean中的方法缺省都为饿汉式单例，在项目启动的时候就已经生成了一个实例

4.配置文件数据的读取，比如你的工程需要读取配置文件，一般情况下你会写个配置文件的类，而这个类在整个工程里只需要new一次，所有调用者都是用同一个实例，那么这个类就可以采用单例模式

**并发情况下**

当并发访问的时候，第一个调用getInstance方法的线程A，在判断完singleton是null的时候，线程A就进入了if块准备创造实例，但是同时另外一个线程B在线程A还未创造出实例之前，就又进行了singleton是否为null的判断，这时singleton依然为null，所以线程B也会进入if块去创造实例，这时问题就出来了，有两个线程都进入了if块去创造实例，结果就造成单例模式并非单例。

饿汉式单例：

// 饿汉式单例
    public class Singleton1 {
     
        // 指向自己实例的私有静态引用，主动创建
        private static Singleton1 singleton1 = new Singleton1();
     
        // 私有的构造方法
        private Singleton1(){}
     
        // 以自己实例为返回值的静态的公有方法，静态工厂方法
        public static Singleton1 getSingleton1(){
            return singleton1;
        }
    }

饿汉式单例在单例类被加载时候，就实例化一个对象并交给自己的引用；而懒汉式单例只有在真正使用的时候才会实例化一个对象并交给自己的引用。

懒汉式单例：

// 懒汉式单例
    public class Singleton2 {
     
        // 指向自己实例的私有静态引用
        private static Singleton2 singleton2;
     
        // 私有的构造方法
        private Singleton2(){}
     
        // 以自己实例为返回值的静态的公有方法，静态工厂方法
        public static Singleton2 getSingleton2(){
            // 被动创建，在真正需要使用时才去创建
            if (singleton2 == null) {
                singleton2 = new Singleton2();
            }
            return singleton2;
        }
    }

从懒汉式单例可以看到，单例实例被延迟加载，即只有在真正使用的时候才会实例化一个对象并交给自己的引用。

在多线程时候，使用单例模式进行双重检查锁定：

// 线程安全的懒汉式单例
    public class Singleton3 {
     
        //使用volatile关键字防止重排序，因为 new Instance()是一个非原子操作，可能创建一个不完整的实例
        private static volatile Singleton3 singleton3;
     
        private Singleton3() {
        }
     
        public static Singleton3 getSingleton3() {
            // Double-Check idiom
            if (singleton3 == null) {            //第一次检查是否创建
                synchronized (Singleton3.class) {       // 1
                    // 只需在第一次创建实例时才同步
                    if (singleton3 == null) {       // 2   //第二次检查
                        singleton3 = new Singleton3();      // 3
                    }
                }
            }
            return singleton3;
        }
    }

当调用到单例模式时候，为了在保证单例的前提下提高运行效率，我们需要对 singleton3 进行第二次检查，目的是避开过多的同步（因为这里的同步只需在第一次创建实例时才同步，一旦创建成功，以后获取实例时就不需要同步获取锁了）。这种做法无疑是优秀的，但是我们必须注意一点，**必须使用volatile关键字修饰单例引用。**

**    使用单例模式的好处：**在一个应用程序中只能被实例化一次，可以很大程度的节省系统的开销。

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