设计模式——单例模式（懒汉式、饿汉式）

       单例模式（Singleton Pattern）是 Java 中最简单的设计模式之一。这种模式涉及到一个单一的类，该类负责创建自己的对象，同时确保只有单个对象被创建。这个类提供了一种访问其唯一的对象的方式，可以直接访问，不需要实例化该类的对象。它分为懒汉式和饿汉式。

注意：

构造器必须私有化。对外必须获得一个公有的访问方式来获得实例。

1. 饿汉式：

      顾名思义，饿汉法就是在第一次引用该类的时候就创建对象实例，而不管实际是否需要创建。

public class Teacher { private static Teacher t=new Teacher(); private Teacher() { } public static Teacher Get() { return t; } }

优点：写法简单，在类加载的时候就完成实例化，避免线程同步。

缺点：没有达到懒加载的效果，若果自始至终都没有用过这个对象，就会造成内存浪费。

2 懒汉式：

      当程序第一次访问单例模式实例时才进行创建（延迟加载）。

2.1  第一种实现方式（不推荐）

public class Singleton1 { private static Singleton1 singleton; private Singleton1() { } public static Singleton1 getInstance() { if(singleton==null) { singleton=new Singleton1(); } return singleton; } }

 缺点：只能在单线程下使用，多线程下会产生多个对象。

2.2  第二种实现方式（不推荐）

public class Singleton2 { private static Singleton2 singleton; private Singleton2() { } public static synchronized Singleton2 getInstance() { if(singleton==null) { singleton=new Singleton2(); } return singleton; } }

缺点：加锁进行同步，虽然可以保证单例，但效率太低，浪费大量时间。

2.3  第三种实现方式（推荐）

 著名的双重检查机制

public class Singleton3 { private volatile static Singleton3 singleton; //private static Singleton singleton; private Singleton3() { } public static Singleton3 getInstance() { if(singleton==null) { synchronized (Singleton3.class) { if(singleton==null) { singleton=new Singleton3(); } } } return singleton; } }

优点:保证单例的同时，也提高了效率。

注意：singleton前面要加volatile关键字来保证程序运行的有序性，否则多线程访问下可能会出现对象未初始化错误！

说明：在内存中，创建一个变量需要三步：1.申请一块内存 ；2.调用构造方法初始化 ；3 分配一个指针指向这块内存

在编译原理中，有一个重要的内容叫做编译器优化，即在不改变原来语义的情况下，调整语句的执行顺序，来让程序运行的更快

因此存在这样一种情况，有两个线程A、B同时访问getInstance方法

A线程判断对象为空，没来得及进行第二次判断，（时间片用完了，B线程进入）B线程判断对象为空，执行创建变量的3步，先申请一块内存，后分配一个指针指向这块内存，但还没有进行初始化（时间片用完了，A线程进入）A线程接着执行，发现此时singleton已经不为空了，所以直接返回，但此时返回的singleton对象虽然B线程已经new了，但还没有初始化这个实例并没有构造完成，此时如果A线程使用这个实例，程序就会出现对象未初始化错误了。

2.4  第四种实现方式（推荐）

public class Singleton4 { private Singleton4() { } private static class SingletonHolder { private static Singleton4 singleton=new Singleton4(); } public static Singleton4 getInstance() { return SingletonHolder.singleton; } }

       这里采用了静态内部类实例singleton对象，静态内部类相当于一个静态属性，只有在第一次加载类时才会初始化，在类初始化时，别的线程是无法进入的，因此保证了线程安全。