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      設(shè)計(jì)模式-創(chuàng)建型模式#單例模式Singleton

      設(shè)計(jì)模式-創(chuàng)建型模式#工廠方法FactoryMethod

      設(shè)計(jì)模式-創(chuàng)建型模式#抽象工廠AbstractFactory

      設(shè)計(jì)模式-創(chuàng)建型模式#建造者模式Builder



      Singleton單例模式
      保證一個(gè)類僅有一個(gè)實(shí)例,只提供一個(gè)訪問它的全局訪問點(diǎn)。
      適用性
      1、當(dāng)類只能有一個(gè)實(shí)例而且客戶可以從一個(gè)眾所周知的訪問點(diǎn)訪問它時(shí)。
      2、當(dāng)這個(gè)唯一的實(shí)例應(yīng)該是通過子類化可擴(kuò)展的,并且客戶應(yīng)該無需更改代碼就能
      使用一個(gè)擴(kuò)展的實(shí)例時(shí)。

      參與者
      1、Singleton
      定義一個(gè)Instance操作,允許客戶訪問它的唯一實(shí)例。Instance是一個(gè)類的操作。
      可能負(fù)責(zé)創(chuàng)建它自己的唯一實(shí)例。


       

      package com.dsp;
      public class Singleton {
      	private static Singleton sing;
      	private Singleton(){};
      	public static Singleton getInstance(){
      		if(sing == null){
      			sing = new Singleton();
      		}
      		return sing;
      	}
      }
      

      package com.dsp;
      
      public class Test {
      	public static void main(String[] args){
      		Singleton sing = Singleton.getInstance();
      		Singleton sing2 = Singleton.getInstance();
      		
      		System.out.println(sing);
      		System.out.println(sing2);
      	}
      }
      

      控制臺輸出:

       

      com.dsp.Singleton@97d01f
      com.dsp.Singleton@97d01f


      單例模式有很多種寫法,網(wǎng)絡(luò)上搜索java單例模式可以搜索到很多資料,下面是copy網(wǎng)上的,沒有驗(yàn)證


      第一種(懶漢,線程不安全):

       

       public class Singleton {  
            private static Singleton instance;  
            private Singleton (){}   
            public static Singleton getInstance() {  
                if (instance == null) {  
                    instance = new Singleton();  
                }  
                return instance;  
            }  
       }  
      
      這種寫法lazy loading很明顯,但是致命的是在多線程不能正常工作。

       


      第二種(懶漢,線程安全):

       

       public class Singleton {  
            private static Singleton instance;  
            private Singleton (){}
            public static synchronized Singleton getInstance() {  
                if (instance == null) {  
                    instance = new Singleton();  
                }  
                return instance;  
            }  
       }  
      這種寫法能夠在多線程中很好的工作,而且看起來它也具備很好的lazy loading,但是,遺憾的是,效率很低,99%情況下不需要同步。

       


      第三種(餓漢):

       

      public class Singleton {  
           private static Singleton instance = new Singleton();  
           private Singleton (){}
           public static Singleton getInstance() {  
               return instance;  
           }  
       }  
      這種方式基于 classloder 機(jī)制避免了多線程的同步問題,不過, instance 在類裝載時(shí)就實(shí)例化,雖然導(dǎo)致類裝載的原因有很多種,在單例模式中大多數(shù)都是調(diào)用 getInstance 方法,   但是也不能確定有其他的方式(或者其他的靜態(tài)方法)導(dǎo)致類裝載,這時(shí)候初始化 instance 顯然沒有達(dá)到 lazy loading 的效果。

       


      第四種(漢,變種):

       

      public class Singleton {
           private static Singleton instance = null;  
           static {  
               instance = new Singleton();  
           }  
           private Singleton (){}
           public static Singleton getInstance() {  
               return instance;  
           }  	
      }


       

      表面上看起來差別挺大,其實(shí)更第三種方式差不多,都是在類初始化即實(shí)例化instance。

       



      第五種(靜態(tài)內(nèi)部類):

       

       public class Singleton {  
            private static class SingletonHolder {  
                private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();  
            }  
            private Singleton (){}
            public static final Singleton getInstance() {  
                return SingletonHolder.INSTANCE;  
            }  
        }  
      這種方式同樣利用了 classloder 的機(jī)制來保證初始化 instance 時(shí)只有一個(gè)線程,它跟第三種和第四種方式不同的是(很細(xì)微的差別):第三種和第四種方式是只要 Singleton 類被裝載了,那么 instance 就會被實(shí)例化(沒有達(dá)到 lazy loading 效果),而這種方式是 Singleton 類被裝載了, instance 不一定被初始化。因?yàn)?/span> SingletonHolder 類沒有被主動使用,只有顯示通過調(diào)用 getInstance 方法時(shí),才會顯示裝載 SingletonHolder 類,從而實(shí)例化 instance 。想象一下,如果實(shí)例化 instance 很消耗資源,我想讓他延遲加載,另外一方面,我不希望在 Singleton 類加載時(shí)就實(shí)例化,因?yàn)槲也荒艽_保 Singleton 類還可能在其他的地方被主動使用從而被加載,那么這個(gè)時(shí)候?qū)嵗?/span> instance 顯然是不合適的。這個(gè)時(shí)候,這種方式相比第三和第四種方式就顯得很合理。

       



      第六種(枚舉):

      public enum Singleton {  
           INSTANCE;  
           public void whateverMethod() {  
           }  
       }  
      這種方式是Effective Java作者Josh Bloch 提倡的方式,它不僅能避免多線程同步問題,而且還能防止反序列化重新創(chuàng)建新的對象,可謂是很堅(jiān)強(qiáng)的壁壘啊,不過,個(gè)人認(rèn)為由于1.5中才加入enum特性,用這種方式寫不免讓人感覺生疏,在實(shí)際工作中,我也很少看見有人這么寫過。



      第七種(雙重校驗(yàn)鎖):

      public class Singleton {  
             private volatile static Singleton singleton;  
             private Singleton (){}   
             public static Singleton getSingleton() {  
                     if (singleton == null) {  
                            synchronized (Singleton.class) {  
                                     if (singleton == null) {  
                                             singleton = new Singleton();  
                                     }  
                            }  
                    }  
                     return singleton;  
             }  
       } 

       

      這個(gè)是第二種方式的升級版,俗稱雙重檢查鎖定,詳細(xì)介紹請查看:http://www.ibm.com/developerworks/cn/java/j-dcl.html

      在JDK1.5之后,雙重檢查鎖定才能夠正常達(dá)到單例效果。



       

      總結(jié)

      有兩個(gè)問題需要注意:

           1、如果單例由不同的類裝載器裝入,那便有可能存在多個(gè)單例類的實(shí)例。假定不是遠(yuǎn)端存取,例如一些servlet容器對每個(gè)servlet使用完全不同的類  裝載器,這樣的話如果有兩個(gè)servlet訪問一個(gè)單例類,它們就都會有各自的實(shí)例。

           2、如果Singleton實(shí)現(xiàn)了java.io.Serializable接口,那么這個(gè)類的實(shí)例就可能被序列化和復(fù)原。不管怎樣,如果你序列化一個(gè)單例類的對象,接下來復(fù)原多個(gè)那個(gè)對象,那你就會有多個(gè)單例類的實(shí)例。


      對第一個(gè)問題修復(fù)的辦法是:

       

      private static Class getClass(String classname)      
                                               throws ClassNotFoundException {     
            ClassLoader classLoader = Thread.currentThread().getContextClassLoader();     
            
            if(classLoader == null)     
               classLoader = Singleton.class.getClassLoader();     
            
            return (classLoader.loadClass(classname));     
         }     
      }  


       


      對第二個(gè)問題修復(fù)的辦法是: 

       

      public class Singleton implements java.io.Serializable {     
         public static Singleton INSTANCE = new Singleton();     
            
         protected Singleton() {     
              
         }     
         private Object readResolve() {     
                  return INSTANCE;     
            }    
      }   


       


       

      對我來說,我比較喜歡第三種和第五種方式,簡單易懂,而且在JVM層實(shí)現(xiàn)了線程安全(如果不是多個(gè)類加載器環(huán)境),一般的情況下,我會使用第三種方式,只有在要明確實(shí)現(xiàn)lazy loading效果時(shí)才會使用第五種方式,另外,如果涉及到反序列化創(chuàng)建對象時(shí)我會試著使用枚舉的方式來實(shí)現(xiàn)單例,不過,我一直會保證我的程序是線程安全的,而且我永遠(yuǎn)不會使用第一種和第二種方式,如果有其他特殊的需求,我可能會使用第七種方式,畢竟,JDK1.5已經(jīng)沒有雙重檢查鎖定的問題了。




       

       
      posted @ 2015-07-12 14:53  Java夜未眠  閱讀(26)  評論(0)    收藏  舉報(bào)
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