创建型模式--单例模式
简介：单例模式是指在内存中只会创建且仅创建一次对象的设计模式。在程序中多次使用同一个对象且作用相同时，为了防止频繁地创建对象使得内存飙升，单例模式可以让程序仅在内存中创建一个对象，让所有需要调用的地方都共享这一单例对象（例如数据库连接池）。
单例模式有两种类型：
- 懒汉式：在真正需要使用对象时才去创建该单例类对象。
- 饿汉式：在类加载时已经创建好该单例对象，等待被程序使用。
懒汉式创建单例对象
懒汉式创建对象的方法是在程序使用对象前，先判断该对象是否已经实例化（判空），若已实例化直接返回该类对象。，否则则先执行实例化操作。因为需要两次判空，且对类对象加锁，该懒汉式写法也被称为：Double Check（双重校验） + Lock（加锁）。
public class LazySingleton {
private static volatile LazySingleton instance; // 使用volatile关键字确保多线程环境下的可见性
private LazySingleton() {
// 私有构造函数，避免外部类直接实例化
}
public static LazySingleton getInstance() {
if (instance == null) { // 第一次判空
synchronized (LazySingleton.class) { // 加锁
if (instance == null) { // 第二次判空
instance = new LazySingleton(); // 实例化操作
}
}
}
return instance;
}
}
饿汉式创建单例对象
饿汉式在类加载时已经创建好该对象，在程序调用时直接返回该单例对象即可，即我们在编码时就已经指明了要马上创建这个对象，不需要等到被调用时再去创建。
关于类加载，我们目前可以简单认为在程序启动时，这个单例对象就已经创建好了。
public class EagerSingleton {
private static final EagerSingleton instance = new EagerSingleton(); // 在类加载时就创建实例
private EagerSingleton() {
// 私有构造函数，避免外部类直接实例化
}
public static EagerSingleton getInstance() {
return instance;
}
}
破坏懒汉式单例与饿汉式单例
无论是完美的懒汉式还是饿汉式，终究敌不过反射和序列化，它们俩都可以把单例对象破坏掉（产生多个对象）。
枚举实现单例（Java）
使用枚举实现单例模式的优势在哪里？
- 优势1：代码对比饿汉式与懒汉式来说，更加地简洁。
- 优势2：它不需要做任何额外的操作去保证对象单一性与线程安全性。
- 优势3：使用枚举可以防止调用者使用反射、序列化与反序列化机制强制生成多个单例对象，破坏单例模式。
- 防反射
枚举类默认继承了 Enum 类，在利用反射调用 newInstance() 时，会判断该类是否是一个枚举类，如果是，则抛出异常。 - 防止反序列化创建多个枚举对象
在读入 Singleton 对象时，每个枚举类型和枚举名字都是唯一的，所以在序列化时，仅仅只是对枚举的类型和变量名输出到文件中，在读入文件反序列化成对象时，利用 Enum 类的 valueOf(String name) 方法根据变量的名字查找对应的枚举对象。Java会根据枚举实例的名称来匹配对应的枚举实例。
所以，在序列化和反序列化的过程中，只是写出和读入了枚举类型和名字，没有任何关于对象的操作。
- 防反射
小总结：
- Enum 类内部使用 Enum 类型判定防止通过反射创建多个对象
- Enum 类通过写出（读入）对象类型和枚举名字将对象序列化（反序列化），通过 valueOf() 方法匹配枚举名找到内存中的唯一的对象实例，防止通过反序列化构造多个对象
- 枚举类不需要关注线程安全、破坏单例和性能问题，因为其创建对象的时机与饿汉式单例有异曲同工之妙。
总结
- 单例模式常见的写法有两种：懒汉式、饿汉式。
- 懒汉式：在需要用到对象时才实例化对象，正确的实现方式是：Double Check + Lock，解决了并发安全和性能低下问题。
- 饿汉式：在类加载时已经创建好该单例对象，在获取单例对象时直接返回对象即可，不会存在并发安全和性能问题。
- 在开发中如果对内存要求非常高，那么使用懒汉式写法，可以在特定时候才创建该对象。
- 如果对内存要求不高使用饿汉式写法，因为简单不易出错，且没有任何并发安全和性能问题。
- 为了防止多线程环境下，因为指令重排序导致变量报 NPE，需要在单例对象上添加 volatile 关键字防止指令重排序
- 最优雅的实现方式是使用枚举，其代码精简，没有线程安全问题，且 Enum 类内部防止反射和反序列化时破坏单例（Java）。