Singleton

单例模式，是一种常用的软件设计模式。在应用这个模式时，单例对象的类必须保证只有一个实例存在。许多时候整个系统只需要拥有一个的全局对象，这样有利于我们协调系统整体的行为。比如在某个服务器程序中，该服务器的配置信息存放在一个文件中，这些配置数据由一个单例对象统一读取，然后服务进程中的其他对象再通过这个单例对象获取这些配置信息。

单线程版本

懒汉模式 & 饿汉模式

懒汉模式

public class Singleton {
    
    // 定义一个空的 Singleton 对象引用 SINGLETON
    private static Singleton SINGLETON = null;

    // 利用构造器私有化来限制外部使用 new 关键字，进而避免构造出多个实例
    private Singleton() {
    }

    // 提供外部获取单例对象的方法
    public static Singleton getInstance() {
        // 如果 SINGLETON 还未指向任何一个 Singleton 对象，new 一个 Singleton 对象出来。
        if (SINGLETON == null ) {
            SINGLETON = new Singleton();
        }
        return SINGLETON;
    }
}

对象引用一开始为 null，具体使用的时候才 new 一个对象出来，这种写法属于懒汉模式。

饿汉模式

public class Singleton {

    // 在定义时就直接 new 出单例对象 
    private static Singleton SINGLETON = new Singleton();

    private Singleton() {
    }

    public static Singleton getInstance() {
        return SINGLETON;
    }
}

顾名思义，单例对象一开始就被 new Singleton() 主动构建，不再需要判空操作，这种写法属于饿汉模式。

多线程版本

如果上面『懒汉模式』的代码是运行在多线程环境中，就会出现许多问题。最明显的一个，将有可能 new 出多个 Singleton 对象实例。最简单的修复方式是在 getInstance() 方法上加 synchronize 关键字。

public class Singleton {

    private static Singleton SINGLETON = null;

    private Singleton() {
    }

    // 方法上加 synchronized 关键字
    public synchronized static Singleton getInstance() {
        if (SINGLETON == null ) {
            SINGLETON = new Singleton();
        }
        return SINGLETON;
    }
}

但是这样的话，不管单例对象有没有构建出来，每次调用 getInstance() 方法的时候都会加锁。使用 double-checked lock(双检锁) 可以避免在 new 出单例对象之后还对 getInstance() 方法进行加锁，这是对锁粒度细化的一种体现。

public class Singleton {

    private static Singleton SINGLETON = null;

    private Singleton() {
    }

    public static Singleton getInstance() {
        // 第一次检查 
        if (SINGLETON == null) {
            
            // 只有 SINGLETON 为 null 时，才对 new Singleton() 代码块进行加锁。
            synchronized (Singleton.class) {
                // 第二次检查
                if (SINGLETON == null) {
                    SINGLETON = new Singleton();
                }
            }
            
        }
        return SINGLETON;
    }
}