1、写在开头
创建型模式是用来创建对象的模式，抽象了实例化的过程，帮助一个系统独立于其他关联对象的创建、组合和表示方式。
单例模式目的：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。
1.1 相关文章
单例模式也是创建型的设计模式之一，本文是设计模式系列（共 24 节）的第 2 篇文章。
设计模式是基于六大设计原则进行的经验总结：《第一节：设计模式的六大原则》
创建型设计模式共 5 种：
2、单例模式是什么
单例模式（Singleton Pattern）可以说是整个设计中最简单的模式之一，且这种模式即使在没有看设计模式相关资料也经常在编码开发中。
因为在编程开发中经常会遇到这样一种场景，那就是需要保证一个类只有一个实例哪怕多线程同时访问，并需要提供一个全局访问此实例的点。
综上以及我们平常的开发中，可以总结一条经验，单例模式主要解决的是，一个全局使用的类频繁的创建和消费，从而提升提升整体的代码的性能。
3、普通模式（非线程安全）
普通模式的特点是：不允许外部直接创建，且对象是全局共享。
下面 例子 1 是普通实现方法的单例模式，也是我们最常用的：
/** * 普通写法 */public class SingletonCase1 { private static SingletonCase1 singleton = null; public SingletonCase1() { } /** * 并发下会产生多个实例 */ public static SingletonCase1 getInstance(){ if (singleton == null){ singleton = new SingletonCase1(); } return singleton; }}
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代码分析：
因此虽然在默认的构造函数上添加了私有属性 private，也确实满足了懒加载，但是如果有多个访问者同时去获取对象实例，你可以想象很多人在抢厕所，就会造成多个同样的实例并存，所以是非线程安全的。
4、饿汉模式（线程安全）
饿汉式单例模式的特点是：类在加载时就直接初始化了实例。即使没用到，也会实例化，因此，它也是线程安全的单例模式。
下面 例子 2 是饿汉模式：
/** * 饿汉式 * 饿汉式的特点是：类在加载时就直接初始化了实例。即使没用到，也会实例化，因此，也是线程安全的单例模式。 */public class SingletonCase3 { /**类在加载的时候直接进行初始化*/ private static SingletonCase3 singleton = new SingletonCase3(); public SingletonCase3() { } /** * 对外暴露唯一接口 * 提供单例对象 */ public static SingletonCase3 getInstance(){ return singleton; }}
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5、懒汉模式（加锁 &线程安全）
懒汉式单例模式的特点：对比普通模式，给方法加了排它锁，这是线程安全的写法；对比饿汉模式，全局对象只会在用到时才会进行初始化。
下面 例子 3 是懒汉模式：
/** * 懒汉式，对比SingletonCase1，给方法加了排它锁，这是线程安全的写法。 * 用到这个实例时才去调用方法实例化。但是，我们把整个方法都同步了，效率很低下，我们可以继续优化，只在创建实例的地方加上同步 */public class SingletonCase2 { private static SingletonCase2 singleton = null; public SingletonCase2() { } /** * 整个方法锁住了，效率较低 * @return */ public synchronized static SingletonCase2 getInstance(){ if (singleton == null){ singleton = new SingletonCase2(); } return singleton; }}
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6、双重校验模式
双重校验模式的特点：考虑到多线程下的并发操作，全局对象使用了 volatile关键字 修饰，同时在对象初始化时进行加锁防止对象被其他线程重复创建。
此处可以参考《Java 并发编程实战》的 第3章volatile的使用。
下面 例子 4 是双重校验模式：
/** * 双重非空判断，new对象前加一次锁。 * volatile关键字，考虑的是，new关键字在虚拟机中执行时其实分为很多步骤，具体原因可以参考深入理解java虚拟机一书（考虑的是这个new关键字字节码执行时是非原子性的），而volatile关键字可以防止指令重排。 */
public class SingletonCase4 {
/**volatile防止指令重排*/ private static volatile SingletonCase4 singleton;
public SingletonCase4() { }
/** * 只是在实例为空时才进行同步创建 * 为什么做了2次判断？ * A线程和B线程同时进入同步方法 getInstance * 然后都在1位置处判断了实例为null * 然后都进入了同步块2中 * 然后A线程优先进入了同步代码块2中（B线程也进入了），然后创建了实例 * 此时，如果没有3处的判断，那么A线程创建实例同时，B线程也会创建一个实例 * 所以，还需要做2次判断 * */ public static SingletonCase4 getInstance(){ if (singleton == null){ synchronized (SingletonCase4.class){ if (singleton == null){ singleton = new SingletonCase4(); } } } return singleton; }}
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7、内部类模式
内部类模式的特点是：由于静态内部类跟外部类是平级的，所以外部类加载的时候不会影响内部类，因此实现了懒加载。
下面 例子 5 是内部类模式：
/** * 内部类 * 优点：由于静态内部类跟外部类是平级的，所以外部类加载的时候不会影响内部类，因此实现了lazy loading, 同时也是利用静态变量的方式， * 使得INSTANCE只会在SingletonHolder加载的时候初始化一次，从而保证不会有多线程初始化的情况，因此也是线程安全的。 */public class SingletonCase5 { //静态内部类,懒加载：在被用到时才加载（根据内部类不会在其外部类被加载的同时被加载的事实） private static class SingletonCase5Holder{ private static final SingletonCase5 singleton = new SingletonCase5(); } public SingletonCase5() { } public static SingletonCase5 getInstance(){ return SingletonCase5Holder.singleton; }}
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8、枚举类模式
枚举类模式的特点是：创建一个枚举类，封装一个对象,通过枚举类的私有构造器，强化了单例模式，且实现了懒加载，当唯一全局入口被调用才会初始化对象。
此处可以参考《Effective Java》的 第3点 以及 第4点。
下面 例子 6 枚举类模式：
/** * 枚举类 * 本质就是：创建一个枚举类，封装一个对象,枚举类私有构造器中初始化对象 */
public class SingletonCase6 { enum SingletonEnum { //懒加载，创建一个枚举对象，该对象天生为单例 INSTANCE; private SingletonCase6 singleton;
//私有化枚举的构造函数（强调不可外部实例化） private SingletonEnum() { singleton = new SingletonCase6(); }
public SingletonCase6 getSingleton() { return singleton; } }
private SingletonCase6() { }
public static SingletonCase6 getInstance(){
getInstance(); }}
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通过私有化构造器可以强化单例属性。
补充知识点：枚举类如何确保单例呢？
package design_module.SinglePattern;
import java.io.PrintStream;
enum SingletonCase6$SingletonEnum{ INSTANCE; private SingletonCase6 singleton; private SingletonCase6$SingletonEnum() { System.out.println("-----1 init constructor-----"); this.singleton = new SingletonCase6(null); } public SingletonCase6 getSingleton() { System.out.println("-----2 return singleton-----"); return this.singleton; }}
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9、总结
单例模式应该是最常见的设计模式之一了，它归类在设计模式创建型模式，用于解决对象创建的对象复用问题。
创建型模式还包括：原型模式、工厂模式、抽象工厂模式和建造者模式，待后续我们再细细解读。
10、延伸阅读
《源码系列》
《JDK之Object 类》
《JDK之BigDecimal 类》
《JDK之String 类》
《JDK之Lambda表达式》
《经典书籍》
《Java并发编程实战：第1章 多线程安全性与风险》
《Java并发编程实战：第2章 影响线程安全性的原子性和加锁机制》
《Java并发编程实战：第3章 助于线程安全的三剑客：final & volatile & 线程封闭》
《服务端技术栈》
《Docker 核心设计理念》
《Kafka史上最强原理总结》
《HTTP的前世今生》
《算法系列》
《读懂排序算法（一）：冒泡&直接插入&选择比较》
《读懂排序算法（二）：希尔排序算法》
《读懂排序算法（三）：堆排序算法》
《读懂排序算法（四）：归并算法》
《读懂排序算法（五）：快速排序算法》
《读懂排序算法（六）：二分查找算法》
《设计模式》
《设计模式之六大设计原则》
《设计模式之创建型(1)：单例模式》
《设计模式之创建型(2)：工厂方法模式》
《设计模式之创建型(3)：原型模式》
《设计模式之创建型(4)：建造者模式》
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