单例模式深入浅出详细注释

1、单例模式

1.1、单例设计模式

它提供了一种创建对象的最佳方式。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。

数据库连接池就使用到了单例模式，初始化的时候创建譬如100个connection对象，然后再需要的时候
提供一个，用过之后返回到pool中，我们用单例模式，是保证连接池有且只有一个。不仅避免了实例的
重复创建，节约了内存，
使用线程池来管理线程，使用线程池来管理线程的好处是线程池中的线程可以复用，在一个线程使用过
时候，再返回到线程池中，不需要每次都创建一个线程。由于线程池是公共的，因此我们使用单例模式
来保证线程池有且仅有一个。


单例模式的优点：

• 控制资源的使用，通过线程同步来控制资源的并发访问；
• 控制实例产生的数量，达到节约资源的目的；
• 作为通信媒介使用，也就是数据共享，它可以在不建立直接关联的条件下，让多个不相关的线程或者进程之间实现通信

  1.1.2、单例模式的实现

单例设计模式分两类：

• 饿汉式：类加载就会导致该单例对象被创建
• 懒汉式：类加载不会导致该单实例对象被创建，而是首次使用该对象时才会创建

1、饿汉式----方式1（静态变量方式）

package com.njust.singleton.hungryman_staticvar;
/**
* @program: ruoyi
* @description:单例模式----饿汉式1-----静态成员变量法
* @author: tjj
* @create: 2021-09-24 18:55
**/
//类加载到内存后,就实例化一个单例,JVM保证线程安全
//缺点:无论是否用到,类加载时就完成实例化
public class SingletonStaticVar {
// 1.私有构造方法 --------- 为什么私有构造方法 ----> 当私有构造方法以后,外界就访问不到这个构造方法
private SingletonStaticVar() { }
//外界访问不到之后,就一个方法都创建不了------> 那如何实例化对象呢 -----> 自己在该类中创建一个该类的对象,供外界使用
// 2.在本类中创建该类对象, ------> 因为只能创建一次,所以用static修饰
private static SingletonStaticVar singletOnStaticVar= new SingletonStaticVar();
// 3.提供一个公共的访问方式,让外界去访问该对象------>getInstance是可以换名字的,不过是一个返回对象的方法----
// 不过最好用getInstance,业界都这样写
public static SingletonStaticVar getInstance(){
return singletonStaticVar;
}
/*
* 其他的业务方法,无所谓,随便加
* */
public void printM() {
System.out.println("M");
}
public void printQ() {
System.out.println("Q");
}

}


public class Client {
public static void main(String[] args) {
//创建singleton类的对象
SingletonStaticVar instance = SingletonStaticVar.getInstance();
System.out.println("创建的实例对象是:"+instance);
SingletonStaticVar instance2 = SingletonStaticVar.getInstance();
System.out.println("创建的实例对象2是:"+instance2);
//判断创建的两个对象是不是同一个对象 == 判断的是两个对象的 内存地址 是否一样
System.out.println(instance == instance2);
/*
* 然后就可以调用该类的方法了
* */
instance.printM();
instance2.printQ();
}
}


2.饿汉式----方式2-----（静态代码块）

public class SingletonStaticBlock {
//1.私有构造方法
private SingletonStaticBlock() {}
//2.声明SingletonStaticBlock类型的变量------>初始值为null
private static SingletonStaticBlock singletonStaticBlock;
//3.在静态代码块中赋值
static {
singletOnStaticBlock= new SingletonStaticBlock();
}
//4.对外提供一个获取该类对象的方法,自然也就是public
public static SingletonStaticBlock getInstance(){
return singletonStaticBlock;
}

/*
* 其他的业务方法,无所谓,随便加
* */
public void printM() {
System.out.println("M");
}
public void printQ() {
System.out.println("Q");
}
}


3.懒汉式

public class SingleLazyman {
//私有构造方法
private SingleLazyman() {}
//声明单例类型的变量---->只是声明了该类型的变量,并没有进行赋值--->null
private static SingleLazyman singleLazyman;
//对外提供访问方式 当多线程的时候,可能存在线程安全的问题
public static synchronized SingleLazyman getInstance() {
//懒汉式和饿汉式的区别--->懒汉式是首次使用该类的对象的时候,才会被创建---->为了只创建一次---->所以判断该类对象是否被创建了
//如果该类为null,那么便是第一次,创建(static很关键)
if( singleLazyman == null){
singleLazyman = new SingleLazyman();
return singleLazyman;
}
//如果已经创建了该类,那么便 不再创建,
return singleLazyman;
}
/*
* 该类的一些方法
* */
public void printM() {
System.out.println("M");
}
public void printA() {
System.out.println("A");
}
}


4.懒汉式-双重检查锁

讨论：懒汉模式加锁的问题

对于getInstance()方法来说，绝大部分的操作都是读操作，读操作是线程安全的，所以我们没有必要让每个线程必须持有锁才能调用该方法，我们需要调整加锁的时机========》由此产生了一种新的实现模式：双重检查锁！！！！！

package com.njust.singleton.lazyman_double_check_lock;
/**
* @program: ruoyi
* @description: 单例模式-----懒汉式-----双重检查锁方式
* @author: tjj
* @create: 2021-09-24 20:57
**/
//双重检查锁是一种很好的单例模式,解决了单例,性能,线程安全的问题
//存在问题:在多线程情况下,可能会出现空指针异常的问题--->原因:JVM在实例化对象的时候会进行优化和指令重排序操作
// ------->解决,使用volatile关键字!!!
public class SingleLazymanDoubleLock {
//私有构造方法
private SingleLazymanDoubleLock() {}
//声明该单例模式对象的变量
private static volatile SingleLazymanDoubleLock singleLazymanDoubleLock;
//对外提供公共的访问方式
public static SingleLazymanDoubleLock getInstance() {
//第一次判断,如果singleLazymanDoubleLock的值不为null,那么就不要抢占锁,直接返回对象
//如果为null,那么给它加一把锁
if (singleLazymanDoubleLock == null) {
synchronized (SingleLazymanDoubleLock.class) {
//第二次判断
if (singleLazymanDoubleLock == null) {
singleLazymanDoubleLock = new SingleLazymanDoubleLock();
}
}
}
return singleLazymanDoubleLock;
}
/*
* 该类的一些方法
* */
public void printR() {
System.out.println("R");
}
}


public class Client {
public static void main(String[] args) {
SingleLazymanSync instance = SingleLazymanSync.getInstance();
}
}


懒汉式-----静态内部类

// 静态内部类单例模式中,由内部类创建,由于 JVM在加载外部类的过程中,是不会加载静态内部类的, 只有静态内部类的属性/方法,被调用时才会被加载,
// 并初始化其静态属性. 静态属性由于被static修饰,保证只被实例化一次,并且严格保证实例化顺序.
//第一次加载SingletonLazymanInnerClass的时候不会初始化INSTANCE,只有第一次调用getInstance,虚拟机加载SingletonHolder并初始化
//INSTANCE,这样不仅能确保线程安全,也能保证SingletonLazymanInnerClass的唯一性
public class SingletonLazymanInnerClass {
//私有构造方法
private SingletonLazymanInnerClass() {}
//定义一个静态内部类
private static class SingletonHolder {
//在内部类中声明并初始化外部类的对象 为了防止外界对他进行修改---->加上final关键字
private static final SingletonLazymanInnerClass INSTANCE = new SingletonLazymanInnerClass();
}
//提供一个公共的访问方式
public static SingletonLazymanInnerClass getInstance() {
return SingletonHolder.INSTANCE;
}
/*
* 该类的一些方法,
* */
public void printL() {
System.out.println("L");
}
}


5.恶汉式-----枚举

枚举类实现单例模式是极力推荐的单例模式，因为枚举类型是线程安全的，并且只会装载一次，设计者充分利用了枚举的这个特性来实现单例模式

// 不考虑内存浪费空间的时候首选枚举类型
public enum SingletonEvilEnum {
INSTANCE;
}


public class Client {
public static void main(String[] args) {
SingletonEvilEnum instance = SingletonEvilEnum.INSTANCE;
SingletonEvilEnum instance2 = SingletonEvilEnum.INSTANCE;
System.out.println(instance == instance2);
//结果为true，可以看出枚举类的单例模式两次获取到的对象是同一个对象
}
}