8.4 七種單例模式實現方式

單例模式的實現方式比較多，主要分為在實現上是否支持懶漢模式，是否支持在線程安全中運用各項技巧。當然，也有一些場景不需要考慮懶漢模式的情況，會直接使用static靜態類或屬性和方法的方式，供外部調用。

接下來通過不同方式的實現，講解單例模式。

8.4.1 靜態類使用

這種靜態類方式在日常的業務開發中很常見，它可以在第一次運行時直接初始化Map類，同時也不需要直到延遲加載再使用。在不需要維持任何狀態的情況下，僅僅用于全局訪問，使用靜態類方式更加方便。在需要被繼承及維持一些特定狀態的情況下，適合使用單例模式。

8.4.2 懶漢模式（線程不安全）

單例模式有一個特點是不允許外部直接創建，也就是 new Singleton_01（），因此這里在默認的構造函數上添加了私有屬性private。雖然采用此種方式的單例滿足了懶漢模式，但是如果有多個訪問者同時獲取對象實例，就會造成多個同樣的實例并存，沒有達到單例的要求。

8.4.3 懶漢模式（線程安全）

此種模式雖然是安全的，但由于把鎖加到方法中后，所有的訪問因為需要鎖占用，導致資源浪費。除非在特殊情況下，否則不建議用此種方式實現單例模式。

8.4.4 餓漢模式（線程安全）

這種方式與開頭的第一個實例化 Map 基本一致，在程序啟動時直接運行加載，后續有外部需要使用時獲取即可。這種方式并不是懶加載，也就是說無論程序中是否用到這樣的類，都會在程序啟動之初進行創建。這種方式造成的問題就像一款游戲軟件，可能游戲地圖還沒有打開，但是程序已經將這些地圖全部實例化。在手機上最明顯的體驗就是打開游戲提示內存滿了，造成手機卡頓。

8.4.5 使用類的內部類（線程安全）

使用類的靜態內部類實現的單例模式，既保證了線程安全，又保證了懶漢模式，同時不會因為加鎖而降低性能。這主要是因為JVM虛擬機可以保證多線程并發訪問的正確性，也就是一個類的構造方法在多線程環境下可以被正確地加載。這也是推薦使用的一種單例模式。

8.4.6 雙重鎖校驗（線程安全）

雙重鎖的方式是方法級鎖的優化，減少了獲取實例的耗時。同時，這種方式也滿足了懶漢模式。

8.4.7 CAS“AtomicReference”（線程安全）

Java 并發庫提供了很多原子類支持并發訪問的數據安全性，如：AtomicInteger、AtomicBoolean、AtomicLong 和 AtomicReference。AtomicReference<V> 可以封裝引用一個V實例，上面支持并發訪問的單例模式就是利用了這種特性。使用CAS的好處是不需要使用傳統的加鎖方式，而是依賴CAS的忙等算法、底層硬件的實現保證線程安全。相對于其他鎖的實現，沒有線程的切換和阻塞也就沒有了額外的開銷，并且可以支持較大的并發。當然，CAS也有一個缺點就是忙等，如果一直沒有獲取到，會陷于死循環。

8.4.8 Effective Java作者推薦的枚舉單例（線程安全）

Joshua J.Bloch是美國著名的程序員，他為Java平臺設計并實現了許多功能，曾擔任Google公司的首席Java架構師，是Effective Java的作者。

Joshua J.Bloch推薦使用枚舉的方式解決單例模式，此種方式可能是平時最少用到的。這種方式解決了最主要的線程安全、自由串行化和單一實例問題。調用方式如下：

這種寫法雖然在功能上與共有域的方法接近，但是它更簡潔。即使在面對復雜的串行化或反射攻擊時，也無償地提供了串行化機制，絕對防止對此實例化。雖然這種方式還沒有被廣泛采用，但是單元素的枚舉類型已經成為實現Singleton的最佳方法。

同時，我們也要知道在存在繼承的場景下，此種方式是不可用的。