一、概述

单例模式是设计模式中相对简单且非常常见的一种设计模式，但是同时也是非常经典的高频面试题，相信还是有很多人在面试时会挂在这里。本篇文章主要针对单例模式做一个回顾，记录单例模式的应用场景、常见写法、针对线程安全进行调试（看得见的线程）以及总结。相信大家看完这篇文章之后，对单例模式有一个非常深刻的认识。

文章中按照常见的单例模式的写法，由浅入深进行讲解记录；以及指出该写法的不足，从而进行演进改造。

秉承废话少说的原则，我们下面快速开始

二、定义

单例模式(Singleton Pattern)是指确保一个类在任何情况下都绝对只有一个实例，并提供一个全局访问点。

单例模式是创建型模式。

三、应用场景

1. 生活中的单例：例如，国家主席、公司 CEO、部门经理等。
2. 在Java世界中：ServletContext、 ServletContextConfig 等;
3. 在 Spring 框架应用中：ApplicationContext、数据库的连接池也都是单例形式。

四、常见的单例模式写法

单例模式主要有：饿汉式单例、懒汉式单例（线程不安全型、线程安全型、双重检查锁类型、静态内部类类型）、注册式（登记式）单例（枚举式单例、容器式单例）、ThreadLocal线程单例

下面我们来看看各种模式的写法。

1、饿汉式单例

饿汉式单例是在类加载的时候就立即初始化，并且创建单例对象。绝对线程安全，在线程还没出现以前就是实例化了，不可能存在访问安全问题。

Spring 中 IOC 容器 ApplicationContext 就是典型的饿汉式单例

优缺点

优点：没有加任何的锁、执行效率比较高，在用户体验上来说，比懒汉式更好。

缺点：类加载的时候就初始化，不管用与不用都占着空间，浪费了内存，有可能占着茅坑不拉屎。

写法

/**
 * @author eamon.zhang
 * @date 2019-09-30 上午9:26
 */
public class HungrySingleton {
    // 1.私有化构造器
    private HungrySingleton (){}
    // 2.在类的内部创建自行实例
    private static final HungrySingleton instance = new HungrySingleton();
    // 3.提供获取唯一实例的方法（全局访问点）
    public static HungrySingleton getInstance(){
        return instance;
    }
}

还有另外一种写法，利用静态代码块的机制：

/**
 * @author eamon.zhang
 * @date 2019-09-30 上午10:46
 */
public class HungryStaticSingleton {
    // 1. 私有化构造器
    private HungryStaticSingleton(){}

    // 2. 实例变量
    private static final HungryStaticSingleton instance;

    // 3. 在静态代码块中实例化
    static {
        instance = new HungryStaticSingleton();
    }

    // 4. 提供获取实例方法
    public static HungryStaticSingleton getInstance(){
        return instance;
    }
}

测试代码,我们创建 10 个线程（具体线程发令枪 ConcurrentExecutor 在文末源码中获取）：

/**
 * @author eamon.zhang
 * @date 2019-09-30 上午11:17
 */
public class HungrySingletonTest {
    @Test
    public void test() {
        try {
            ConcurrentExecutor.execute(() -> {
                HungrySingleton instance = HungrySingleton.getInstance();
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + " : " + instance);
            }, 10, 10);
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
}

测试结果：

pool-1-thread-6 : com.eamon.javadesignpatterns.singleton.hungry.HungrySingleton@5e37cce6
pool-1-thread-1 : com.eamon.javadesignpatterns.singleton.hungry.HungrySingleton@5e37cce6
pool-1-thread-9 : com.eamon.javadesignpatterns.singleton.hungry.HungrySingleton@5e37cce6
pool-1-thread-10 : com.eamon.javadesignpatterns.singleton.hungry.HungrySingleton@5e37cce6
pool-1-thread-2 : com.eamon.javadesignpatterns.singleton.hungry.HungrySingleton@5e37cce6
pool-1-thread-7 : com.eamon.javadesignpatterns.singleton.hungry.HungrySingleton@5e37cce6
pool-1-thread-5 : com.eamon.javadesignpatterns.singleton.hungry.HungrySingleton@5e37cce6
pool-1-thread-3 : com.eamon.javadesignpatterns.singleton.hungry.HungrySingleton@5e37cce6
pool-1-thread-4 : com.eamon.javadesignpatterns.singleton.hungry.HungrySingleton@5e37cce6
pool-1-thread-8 : com.eamon.javadesignpatterns.singleton.hungry.HungrySingleton@5e37cce6
...

可以看到，饿汉式每次获取实例都是同一个。

使用场景

这两种写法都非常的简单，也非常好理解，饿汉式适用在单例对象较少的情况。

下面我们来看性能更优的写法——懒汉式单例。

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2、懒汉式单例

懒汉式单例的特点是:被外部类调用的时候内部类才会加载。

懒汉式单例可以分为下面这几种写法来。

简单懒汉式（线程不安全）

这是懒汉式单例的简单写法

/**
 * @author eamon.zhang
 * @date 2019-09-30 上午10:55
 */
public class LazySimpleSingleton {
    private LazySimpleSingleton(){}
    private static LazySimpleSingleton instance = null;

    public static LazySi