GoF的23种设计模式讲解和演示：（一）单例模式-懒汉式单例-饿汉式单例

什么是单例模式

单例（Singleton）模式的定义：指一个类只有一个实例，且该类能自行创建这个实例的一种模式。主要用于解决对象频繁的创建和销毁问题，同时可以保证逻辑的正确，例如Windows 中只能打开一个任务管理器，这样可以避免因打开多个任务管理器窗口而造成内存资源的浪费，或出现各个窗口显示内容的不一致等错误。

单例模式有 3 个特点：

1. 单例类只有一个实例对象；

2. 该单例对象必须由单例类自行创建；

3. 单例类对外提供一个访问该单例的全局访问点；

单例模式的实现

单例模式是设计模式中最简单的模式之一。通常，普通类的构造函数是公有的，外部类可以通过“new 构造函数()”来生成多个实例。但是，如果将类的构造函数设为私有的，外部类就无法调用该构造函数，也就无法生成多个实例。这时该类自身必须定义一个静态私有实例，并向外提供一个静态的公有函数用于创建或获取该静态私有实例。

懒汉式单例

该模式的特点是类加载时没有生成单例，只有当第一次调用 getlnstance 方法时才去创建这个单例。代码如下：

package net.renfei.designpatterns.singleton;

/**
 * 懒汉单例模式
 *
 * @author RenFei
 */
public class LazySingleton {
    /**
     * 保证 instance 在所有线程中同步
     */
    private static volatile LazySingleton instance = null;
    
    /**
     * private 构造方法保证外部无法实例化
     */
    private LazySingleton() {
    }
    /**
     * synchronized 保证线程安全
     */
    public static synchronized LazySingleton getInstance() {
        //getInstance 方法前加同步
        if (instance == null) {
            instance = new LazySingleton();
        }
        return instance;
    }
}

饿汉式单例

该模式的特点是类一旦加载就创建一个单例，保证在调用 getInstance 方法之前单例已经存在了。

package net.renfei.designpatterns.singleton;

/**
 * 饿汉单例模式
 *
 * @author RenFei
 */
public class HungrySingleton {
    /**
     * 类一旦加载就创建一个单例
     */
    private static final HungrySingleton instance = new HungrySingleton();
    
    /**
     * private 构造方法保证外部无法实例化
     */
    private HungrySingleton() {
    }
    public static HungrySingleton getInstance() {
        return instance;
    }
}

懒汉单例模式虽然节省资源，但使用时如果没有被实例化第一次性能会差一些；饿汉模式虽然使用时很快，但在初始化的时候就要执行实例化逻辑，在程序启动装载时比较慢，同时不管是否需要使用都载入内存会比较费资源。

单例模式的应用场景

前面分析了单例模式的结构与特点，以下是它通常适用的场景的特点。

在应用场景中，某类只要求生成一个对象的时候，如一个班中的班长、每个人的身份证号等。

当对象需要被共享的场合。由于单例模式只允许创建一个对象，共享该对象可以节省内存，并加快对象访问速度。如 Web 中的配置对象、数据库的连接池等。

当某类需要频繁实例化，而创建的对象又频繁被销毁的时候，如多线程的线程池、网络连接池等。