一、单例模式

        单例模式就是保证一个类只能有一个实例对象。

1.实现方式

        单例模式有5种常见的实现方式。

（1）饿汉式

        饿汉式是在创建类时就进行实例化（类饿的在创建时就带了实例），以后不再改变。饿汉式在类创建的同时就已经创建好一个静态对象，所以天生是线程安全的。
        实现的要点有三个：
  • 构造私有——避免该类在外部被实例化，也就是说只能自己实例化自己。
  • 私有静态成员变量
  • 公共静态方法——用来获取静态成员变量
        

        1）破坏饿汉式单例的几种情况

  • 反射
            通过反射获取类的构造器，然后将私有构造改为公共构造，就能通过构造器创建一个实例了。

    【预防反射破坏单例】
            在私有构造中加一个if判断，如果实例为空，才允许创建；如果实例不为空就抛出异常。

  • 反序列化
            如果单例类实现了Serializable接口，那么就可以通过反序列破坏单例。先将单例类序列化成字节流，再反序列化成一个实例，这个实例不通过构造方法创建！

    【预防反序列化破坏单例】
            在单例类中用readResolve()方法返回我们创建的实例对象，这样再进行反序列化时，就会返回我们创建的实例对象，而不会创建一个新对象。

  • Unsafe
            可以通过反射获取unsafe对象，再调用allocateInstance(Singleton.class)来创建新的实例。
    【暂无预防措施】

（2）枚举Enum(也属于饿汉式)

        java中的枚举类本身也是一种单例模式，而且最重要的是，枚举单例可以防止反射和反序列化破坏单例！
  • 创建枚举类Singleton
  • 定义枚举变量INSTANCE
        

（3）懒汉式

        懒汉式单例是在第一次实例化时才去创建实例，而不是像饿汉式那样创建类时就创建了实例。
        
        1）多线程不安全问题
                在多线程下，懒汉式不能保证单例的唯一性，也就是说可能创建出多个实例。比如有两个线程1、2，线程1先调用了getINSTANCE()方法，判断if条件成立，准备创建实例。但这时，线程1还没有创建出实例，线程2也调用了getINSTANCE()，判断if条件成立，这时线程1和线程2都能创建出一个实例，这样就不是单例了。
        2）★解决懒汉式多线程不安全问题的方案
                三种解决方案都是对getINSTANCE()进行改造：
  • 加synchronized

    【缺点】
            性能差，只有第一次访问才需要加锁。
  • ★双重检查锁定(双检锁DCL)
            双检锁是在加synchronized前先判断是否已经有实例了，第一次访问没有实例才去加锁创建实例，其他的再访问有实例了直接返回实例即可。

    【为什么要两次判断(为什么要检查两次)？】
            如果没有第二个判断条件的话，没创建实例前有两个线程1、2都通过了第一个if判断，线程1拿到了锁，线程2挂起，当线程1创建了实例释放锁之后，线程2会拿到锁，因为没有第二个if判断，所以线程2不管三七二十一还是会创建一个实例，所以要检查两次。
    【为什么要加volatile？】
            volatile可以避免指令重排。
            在new Singleton()时，其实要分三步：①为INSTANCE分配内存空间→②(调用构造方法)初始化INSTANCE→③将INSTANCE指向分配好的内存地址。如果不加volatile，有两个线程1、2，都调用getINSTANCE()时，线程1分配完内存空间直接指向内存地址，此时线程2执行第一个if判断，发现INSTANCEY不为空，线程2就返回实例了，但是这个实例其实还没有被初始化，是不完整的。
    【缺点】
            性能也差，使用volatile会降低吞吐量。
  • ★静态内部类懒汉式

2.饿汉式和懒汉式的区别？

  • 从资源加载和性能上来说：
    • 饿汉式是在创建类的同时就实例化了一个静态对象，所以不管以后会不会用到，都会占据一定的内存；优点就是第一次调用时速度更快(因为早在创建类时就初始化好了，不用现调现初始化)。
    • 懒汉式是调用getINSTANCE()时才会实例化对象，所以第一次调用时需要进行初始化，性能上有些延迟。
  • 从线程安全上来说：
    • 饿汉式是在创建类时就实例化了一个对象，所以天生就是线程安全的；
    • 懒汉式是非线程安全的，为了实现线程安全可以通过加synchronized、双检锁、静态内部类的方式，这三种不同的实现方式又有区别：
      • 加synchronized，虽然保证线程安全了，但是每次都要同步执行，影响性能；
      • 双检锁通过在getINSTANCE()中进行两次if判断，确保了只有第一次调用时才需要同步，避免了每次都要同步的性能损耗；
      • 静态内部类的方式利用类加载器(classloader)的机制来保证初始化实例时只有一个线程，既保证了线程安全，又不影响性能。

3.jdk中有哪些地方体现了单例模式？

（1）Runtime类(饿汉式)

        

（2）Console类(双检锁)

        

（3）Collections工具类

        Collections工具类中有一些以Empty开头的类，都是懒汉式的单例模式。
二、