【HeadFirst 设计模式学习笔记】5 单例模式

作者：gnuhpc
出处：http://www.cnblogs.com/gnuhpc/

1.单例模式确保一个实例被创建，并且任意时刻都只有一个对象。它给了我们一个全局的访问点，又屏蔽了全局变量的缺点。可以被用来管理共享资源，比如数据库连接或线程池。特征是构造函数为私有，然后声明一个私有静态成员作为类对象，对外提供一个静态类方法创建该对象，在创建对象时会先判断是否已经创建，若是则直接返回已经创建的对象，若没有则创建新对象。

2.经典的单例模式如下：

public class Singleton {
    private static Singleton uniqueInstance;
    // other useful instance variables here
    private Singleton() {}
    public static Singleton getInstance() {
        if (uniqueInstance == null) {
            uniqueInstance = new Singleton();
        }
        return uniqueInstance;
    }
    // other useful methods here
}

这个是线程不安全的，因为在同一时刻可能两个线程都进入了getInstance中创建新的Singleton，导致唯一性不能保证。

3.多线程安全的单例模式如下：

public class Singleton {
    private static Singleton uniqueInstance;
    // other useful instance variables here
    private Singleton() {}
    public static synchronized Singleton getInstance() {
        if (uniqueInstance == null) {
            uniqueInstance = new Singleton();
        }
        return uniqueInstance;
    }
    // other useful methods here
}

使用一个synchronized 限定符对创建实例的方法进行同步，可以完成线程安全的需求，但是若已经创建后则同步这一动作是多余且降低效率的。若程序对这部分的效率不关注则使用该方法即可。

4.若总是使用该单例模式，则可以使用“急切”方式进行单例模式调用，利用了JVM加载类时会马上创建该实例的特性，这保证了线程安全，但是这又有和全局变量一样的问题——若这个对象耗资源很大，而程序在执行中又一直没有使用它，那么就造成了资源浪费：

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

5.一个比较周全的方式是用“双重检查加锁”的方式减少同步次数的同时又线程安全。注意JAVA5前不支持volatile关键字。

public class Singleton {
    private volatile static Singleton uniqueInstance;//volatile 确保当uniqueInstance初始化为Singleton的实例时，多个线程可以正确的处理uniqueInstance变量。
    private Singleton() {}
    public static Singleton getInstance() {
        if (uniqueInstance == null) {//只有第一次才会执行这里面的代码。也就是说第一次为同步，后来就是不作为了——这就是我们要的效果。
            synchronized (Singleton.class) {
                if (uniqueInstance == null) {
                    uniqueInstance = new Singleton();
                }
            }
        }
        return uniqueInstance;
    }
}

6.注意事项：

1）单例类不能被继承，因为Java中私有构造方法的无法扩展类。

2）和全局变量相比的优缺点，请参照“急切”和“延迟”两种单件模式实现的方式进行类比分析。

3）若使用多个类加载器，则可能导致单例失效。

作者：gnuhpc
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