4. 单例模式

概念及定义

单例模式顾名思义：一个类在系统范围内只有一个实例。该类需要自己创建自己对应的唯一实例。当然这个实例不仅仅是存在于系统内部，还需要向其他实例提供访问自己的自己的入口。在 Spring 中因为容器的存在，大量使用了单例模式，减少了资源消耗。

单例模式的主要思想：

如果一个类在系统内使用的频率较高，则保证这个类在系统的生命周期内一直拥有唯一一个实例，减少该类在系统内频繁的创建与销毁对象，减少资源消耗。

单例模式中角色以及职责：

1. Singleton(单例角色类)

单例模式的实现类

单例模式的优缺点：

优点：

1. 减少了高频访问类的对象的创建与销毁，减少资源消耗。

2. 可以避免对资源的同时占用。

缺点：

1. 单例模式没有抽象类，很难在 已有的类上进行扩展。

2. 单例模式在一定程度上违反了单一职责原则。

实现步骤：

1. 饿汉模式：在类加载的时候就创建对象，后续 getInstance 可以获取对象。

public class HungrySun {
    //static 类加载时创建对象。    private final static HungrySun hungrySun = new HungrySun();
    private HungrySun(){}
    public static synchronized HungrySun getInstance(){        return hungrySun;    }}

2.懒汉模式：在第一次调用 getInstance 的时候就创建对象，后续 getInstance 可以获取对象。

public class LazySun {
    private volatile static LazySun lazySun;
    private LazySun(){    }
    public static LazySun getInstance(){        //1        //双重检测，避免在二次getInstance的时候执行加类锁操作。        if(lazySun==null){            //类锁，防止多线程下创建多个对象。            synchronized (LazySun.class){                if(lazySun==null){                    lazySun = new LazySun();                }            }        }        return lazySun;    }}

我们这边仔细分析一下代码：

仅仅靠 1 号注释处的操作，是否能保证单例模式的健壮性？

答案是否定的。

因为new LazySun()并不是 atomic 操作。JVM 会会分成三步进行：

1. 给对象分配内存。

2. 调用构造方法创建对象。

3. 返回对象引用。

因为存在指令重排机制，所以如果线程 1 先执行，且执行顺序为 132，在 3 执行结束而 2 还未执行的时机。这时候线程 2 进来了，这时候判断 lazySun 非空，而返回一个没有进行初始化的对象，这时候调用就会出现异常。

要解决这个问题就在 lazySun 变量上加上volatile关键字，来禁止指令重排。

总结：

1. 单例模式，从始至终通过 getInstance 获取的对象都是同一个。

2. 单例模式有三个基本特征：

3. 有且只有私有的构造方法。

4. 拥有一个本类对象作为私有属性。

5. 拥有一个 public static 方法，以提供对象的引用。