单例模式详解，包括应用场景及懒汉式的线程安全问题

什么是单例模式/h2>

所谓类的单例设计模式，就是采取一定的方法保证在整个的软件系统中，对某个类只能存在一个对象实例，并且该类只提供一个取得其对象实例的方法。

如果我们要让类在一个虚拟机中只能产生一个对象，我们首先必须将类的构造器的访问权限设置为private，这样，就不能用new操作符在类的外部产生类的对象了，但在类内部仍可以产生该类的对象。
因为在类的外部开始还无法得到类的对象，只能调用该类的某个静态方法以返回类内部创建的对象，静态方法只能访问类中的静态成员变量，所以，指向类内部产生的该类对象的变量也必须定义成静态的。

实现方式

• 饿汉式
• 懒汉式

饿汉式

可以看出，饿汉式是直接将对象创建好了，尽管可能暂时创建完不用，这样其实是对资源的一种浪费。

懒汉式

可以看出，懒汉式刚开始并没有创建对象，只有当调用方法的时候才会创建单例对象。

但是这种方式是线程不安全的，当方法还没有被调用时，一个线程在进入方法后，若进行的判断，若此时另外一个线程也进来了，也进行了的判断，可能会出现两个线程都new了一个instance的情况，这样就不是单例模式了。

线程安全的懒汉式

方式一

方式二

方式一与方式二的区别

• 方式一效率较低，原因是在一个线程进入同步代码块后，其他等待的线程在等待结束后都会进入同步代码块，而同步代码块只有创建单例的作用，只有第一个线程进入后才起效，后面的线程是没有必要再继续等着进入同步代码块的；
• 方式二的效率较高，原因是当第一个线程进入同步代码块并进入第二个if语句创建了单例之后，instance就不为null了，后续的线程在第一个if语句处得知instance已经被创建好了，就不会再进入第一个if语句了，省去了等待的线程在同步代码块前等待及拿到锁进入同步代码块再出来的操作。当然，在第一个线程进入同步代码块后，扔有一少部分线程在同步代码块前等着，等待完成后扔会进入同步代码快中再出来，但是再后来的线程就不会再进行此种操作了。

懒汉式与饿汉式的区别

饿汉式

优点：饿汉式是线程安全的。
缺点：对象加载时间过长。

懒汉式

优点：延迟对象的创建。
缺点：要注意解决线程安全问题

单例模式的优点

由于单例模式只生成一个实例， 减少了系统性能开销，当一个对象的产生需要比较多的资源时，如读取配置、产生其他依赖对象时，则可以通过在应用启动时直接产生一个单例对象，然后永久驻留内存的方式来解决。

应用场景

• 网站的计数器，一般也是单例模式实现，否则难以同步。
• 应用程序的日志应用，一般都使用单例模式实现，这一般是由于共享的日志文件一直处于打开状态，因为只能有一个实例去操作， 否则内容不好追加。
• 数据库连接池的设计一般也是采用单例模式，因为数据库连接是一种数据库资源。
• 项目中， 读取配置文件的类，一般也只有一个对象。没有必要每次使用配置文件数据，都生成一个对象去读取。
• Application 也是单例的典型应用。
• Windows的Task Manager (任务管理器)就是很典型的单例模式。
• Windows的Recycle Bin (回收站)也是典型的单例应用。在整个系统运行过程中，回收站一直维护着仅有的一个实例。

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来源：边吃番茄边敲代码