前言
单例模式是java中最简单的设计模式之一，属于创建式模式，提供了一种创建对象的最佳方式。
具体而言，单例模式涉及到一个具体的类，这个类可以确保只有单个对象被创建。它包含一个访问其唯一对象的方法，供外部直接调用，而不需要创建这个类的示例。
简而言之，可以不再new一个他的实例，而是直接调用方法。
实现
单例模式分为两种：
- 饿汉式：类加载时就会导致该单例对象被创建
- 懒汉式：类加载不会导致该单例对象被创建，而是首次使用时才会
饿汉式
静态变量方式
public class Singleton {
// 私有构造方法
private Singleton() {}
// 静态方式创建该类的对象
private static Singleton instance = new Singleton();
// 对外提供静态方法，用于获取该对象
public static Singleton getInstance() {
return instance;
}
}将对象的实例创建为静态，保证了实例永远只有一份，且在该类加载时就会立即创建在jvm内存的方法区，程序运行期间永久存在，因此当对象太大时会造成浪费。
静态代码块方式
public class Singleton {
// 私有构造方法
private Singleton() {}
// 静态创建该类对象
private static Singleton instance;
static {
instance = new Singleton();
}
// 对外提供静态方法，用于获取该对象
public static Singleton getInstance() {
return instance;
}
}对象的创建在代码块中，也是随着类的加载而创建，两种方式基本相同。
懒汉式
从名字出发，饿汉式会一直饿着，需要不断有食物，即对象一直存在。
懒汉式则是只有在饿的时候才会寻找食物，即请求对象实例。
所以，只要将饿汉式的创建对象放到getInstance方法中，即只有在调用该方法时才创建，我们就完成了懒加载的效果。
更改初始化时机
public class Singleton {
// 私有构造方法
private Singleton() {}
// 静态创建该类对象
private static Singleton instance;
// 对外提供静态方法，用于获取该对象
public static Singleton getInstance() {
if (instance == null) {
instance = new Singleton();
}
return instance;
}
}但这样的代码是线程不安全的，可以设想，如果有两个线程同时调用getInstance方法，他们都发现了instance == null，那么此时就会有两个实例化的instance，这就违背了单例模式的初衷了。
最容易想到的方法就是给getInstance方法上锁。
上锁：防止初始化多次
public class Singleton {
// 私有构造方法
private Singleton() {}
// 静态创建该类对象
private static Singleton instance;
// 上锁
public static synchronized Singleton getInstance() {
if (instance == null) {
instance = new Singleton();
}
return instance;
}
}但此处依然有优化的空间，如果instance不为空，让线程调用就好了，不一定要持有锁，因此我们引申出双重检查锁模式。
优化：双重锁模式
public class Singleton {
// 私有构造方法
private Singleton() {}
// 静态创建该类对象
private static Singleton instance;
// 上锁
public static Singleton getInstance() {
if (instance == null) {
synchronized (Singleton.class) {
// 线程拥有锁之后，再判断是否为空
if (instance == null) {
instance = new Singleton();
}
}
}
return instance;
}
}为什么要两次判断是否为空？
例如有ab两个线程，当a先获得锁并初始化instance实例后，b获得锁，如果此时不判空，则会重复初始化，因为此时两者都进入了锁之内了，上一个判空已经过时。
但是，jvm在实例化对象的时候，会进行优化和指令重排序操作，多线程的情况下，可能会产生空指针，此时我们可以使用volatile关键字。
使用volatile关键字修饰的变量，可以保证其指令执行的顺序与我们写明的顺序一致，最终代码如下：
public class Singleton {
// 私有构造方法
private Singleton() {}
// 静态创建该类对象
private static volatile Singleton instance;
// 上锁
public static Singleton getInstance() {
if (instance == null) {
synchronized (Singleton.class) {
// 线程拥有锁之后，再判断是否为空
if (instance == null) {
instance = new Singleton();
}
}
}
return instance;
}
}最终进化：枚举实现
在java1.5之后，使用java实现单例模式的方式多了一种枚举。
public enum Singleton {
INSTANCE;
public void doSomething() {
System.out.println("这是枚举类型的单例模式！");
}
}我们可以对枚举方式实现的实例进行反编译，可以得到如下的代码：
public final class Singleton extends Enum {
public static Singleton[] values() {
return (Singleton[])$VALUES.clone();
}
public static Singleton valueOf(String name) {
return (Singleton)Enum.valueOf(com/qgn/mianshi/main/Singleton, name);
}
private Singleton(String s, int i) {
super(s, i);
}
public static final Singleton INSTANCE;
private static final Singleton $VALUES[];
static {
INSTANCE = new Singleton("INSTANCE", 0);
$VALUES = (new Singleton[] {
INSTANCE
});
}
}
可见Singleton继承了Enum，并重写了Enum类中的一些方法，基本上这些方法都是静态的。
这种实现方式的优点在于，不需要做额外的操作去保证对象单一性与线程安全，同时使用枚举可以防止调用者使用反射、反序列化强制生成多个单例对象，破坏单例模式。
但是如果没使用枚举时，要怎么防止反射和反序列化破坏单例呢？
防止反射、反序列化破坏单例模式
防反射
反射是一种暴力获取对象实例的方法，可以直接获取private修饰的构造函数，所以在放反射上只能被动防御。
既然能访问构造函数，那我们也可以在构造函数中建立防御机制。
public class Singleton {
private static volatile boolean flag = false;
//私有构造方法
private Singleton() {
synchronized (Singleton.class){
if (flag){
throw new RuntimeException();
}
flag = true;
}}
private static class SingletonHolder {
private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
}
//对外提供静态方法获取该对象
public static Singleton getInstance() {
return SingletonHolder.INSTANCE;
}
}
防反序列化
在readObject（）方法的调用栈的底层方法中有这么两个方法：
hasReadResolveMethod:
表示如果实现了serializable 或者 externalizable接口的类中包含readResolve则返回true。所以，原理也就清楚了，主要在Singleton中定义readResolve方法，并在该方法中指定要返回的对象的生成策略，就可以防止单例被破坏。
public class Singleton implements Serializable {
//私有构造方法
private Singleton() {}
private static class SingletonHolder {
private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
}
//对外提供静态方法获取该对象
public static Singleton getInstance() {
return SingletonHolder.INSTANCE;
}
private Object readResolve() {
return SingletonHolder.INSTANCE;
}
}
