設計模式-單例模式
單例模式是建立型模式的一種，下面總結一下在 Java 中實現單例模式的幾種方法，並在多執行緒環境中進行了測試。
一、單例模式概念
單例模式確保某一個類只有一個例項，而且自行例項化並向整個系統提供這個例項，這個類稱為單例類，它提供了全域性訪問的方法。
單例模式的三個特點：
- 這個類只能有一個例項。
- 這個類自行建立這個例項。
- 這個類自行向整個系統提供這個例項。
單例模式的應用有，Windows 裡的工作管理員（一個系統中只有一個）、網站計數器（實現多個頁面的計數同步）、資料庫連線池（減少資源損耗）等。
二、單例模式實現
根據單例模式的特點，我們來實現單例模式，在類中提供一個靜態方法來獲取這個唯一的例項物件，給其他類提供例項，並且這個例項物件不能直接使用 new 建立，所以構造方法要宣告成私有，這便是最簡單的單例模式實現。這樣的實現在單執行緒環境中，當然沒問題，但是我們還要考慮多執行緒環境下的安全實現。
下面是對單例模式的各種實現，並且對每種實現方法都在多執行緒環境中做了測試，所有程式碼都在我的 GitHub 倉庫中中， ofollow,noindex">傳送門 。該倉庫還在完成中，感興趣的可以 fork 或者 star 哦。
2.1 懶漢式單例類(執行緒不安全)
通過 getInstance() 方法得到單例物件，單例物件在需要的時候才被延遲建立，所以稱之為懶漢式。但是在多執行緒環境中，由於這個 getInstance() 方法可能被多個執行緒同時呼叫，這很可能會建立多個例項，所以這種實現在多執行緒環境下是不安全的。
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2.2 懶漢式單例類（執行緒安全）
給 getInstance() 加上 synchronized 關鍵字後，可以保證這個方法在同一時間只能被一個執行緒呼叫，多個執行緒呼叫這個方法要排隊依次呼叫，這就保證了只會建立一個單例物件，在多執行緒環境下是安全的。
2.3 餓漢式單例類
相比於上面的懶漢式，餓漢式在類載入的時候就會建立例項物件，在 getInstance() 方法直接返回建立好的物件，簡單直接，在多執行緒環境下也是安全的。
2.4 雙重校驗鎖單例類
針對於上面的執行緒安全的懶漢式載入，這種實現方式不是直接給方法加上 synchronized 關鍵字，而是在 getInstance() 方法做雙重檢查來解決執行緒不安全的問題。這種方式允許多個執行緒同時呼叫該方法，但是在方法中會進行兩次檢查，第一次檢查例項是否已經存在，如果不存在才進入下面的同步程式碼塊，執行緒安全的建立例項，如果例項真的不存在（避免這是有其他執行緒建立好了，再次建立新的例項）才會建立例項。這種方式理論上要比直接使用 synchronized 關鍵字效能要高，但是對於不同虛擬機器對 volatile 關鍵字的優化，優勢並不明顯。
2.5 靜態內部類單例類
建立一個靜態內部類，來建立例項，和上面餓漢式相比，雖然都是直接 new 例項，但是這種方式在外部類載入時，靜態內部類並不會被載入。只有在第一次呼叫 getInstance() 方法時，才會顯式的載入靜態內部類，建立例項，也是一種延遲（懶）建立方式。
2.6 列舉單例類
列舉實現單例模式是 Java 大牛們比較推薦的，因為這種方式實現非常簡單，並且這種方式但是大多數單例模式的實現並不是這種方式。這種方式需要開發者對列舉有清晰的認識，這裡也簡單的回顧一下列舉的基本知識。
列舉是在 Java1.5 之後出現的，可以更加簡單的定義常量，通過反編譯，我們可以發現列舉其實也是一個 Java 類，這個類繼承自 Enum 介面，定義的列舉物件會被加上 static final 關鍵字，這就是我們不用列舉時宣告常量的方式，另外在 static 靜態程式碼塊中初始化列舉物件，列舉的構造方法被加上了 private 關鍵字，防止其他類建立新的列舉物件例項。雖然前面幾種方式無法直接使用 new 建立新的例項，但是可以用反射來繞過 private 限制，而列舉卻有自帶的序列化機制、防止反射攻擊造成多次例項化、執行緒安全的優點，從這些地方我們都可以看出使用列舉是實現單例模式的絕佳方式。
三、單例模式總結
根據對資源載入時機的需要，來選擇合適的單例模式實現方式，如果是懶載入方式，可以選擇懶漢方式和雙重校驗鎖方式；如果將資源載入的時間提前來達到使用時的快速體驗，可以選擇餓漢方式；如果涉及到序列化建立單例物件，可以選擇列舉方式。
單例模式的優點是提供了對唯一例項的訪問控制，可以節約系統資源，但缺點是單例類的職責過重，並且缺少抽象層難以擴充套件，不太符合單一職責原則。