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  • "围观"设计模式(7)--创建型之单例模式(Singleton Pattern)

    单例模式,也叫单子模式,是一种经常使用的软件设计模式。在应用这个模式时,单例对象的必须保证仅仅有一个实例存在。

    很多时候整个系统仅仅须要拥有一个的全局对象。这样有利于我们协调系统总体的行为。比方在某个server程序中,该server的配置信息存放在一个文件中。这些配置数据由一个单例对象统一读取。然后服务进程中的其它对象再通过这个单例对象获取这些配置信息。这样的方式简化了在复杂环境下的配置管理。----维基百科(WIKIPEDIA)


    个人的理解:

    单例模式概念比較简单,他的目的就是仅仅同意出现一个该类的实例,常常在JDBC操作类等处被用到。我在项目中应用到的地方就是用于获取Dao层的类的实例。单例模式有多种实现方式。这里我认知到的有饿汉式、懒汉式、枚举、静态内部类。庆幸这次整理过程。由于又拓展了不少的单例模式的知识。


    以下看实际的样例:



    懒汉式


    </pre><span style="font-size:18px;"><span style="font-size:12px;"></span></span><pre name="code" class="java">public class Singleton01 {
    
    	private static Singleton01 singleton = null;
    	
    	private Singleton01(){}
    	
    	public static Singleton01 getInstance(){
    		
    		if(singleton == null)
    			singleton = new Singleton01();
    		
    		return singleton;
    	}
    }


    线程不安全。当多个线程同一时候调用getInstance方法时。都检測到singleton为null,然后就開始创建对象了,这时候就会创建多个实例,而不是一个。

    public class Singleton02 {
    
    	private static Singleton02 singleton = null;
    	
    	private Singleton02(){}
    	
    	public synchronized static Singleton02 getInstance(){
    		
    		if(singleton == null)
    			singleton = new Singleton02();
    		
    		return singleton;
    	}
    }

    这个样例线程安全了,多个线程同一时候调用的时候也不会创建多个对象实例了。可是不是非常高效,须要多个线程依次的去运行这种方法。


    public class Singleton03 {
    
    	private static Singleton03 singleton = null;
    	
    	private Singleton03(){}
    	
    	public static Singleton03 getInstance(){
    		
    		if(singleton == null)
    			synchronized (Singleton03.class) {
    				
    				if(singleton == null){
    					singleton = new Singleton03();
    				}
    			}		
    		
    		return singleton;
    	}
    }
    

    这样的方式被称为Double Check(双重检验),比較经典的设计。为什么要两次呢?先说外面的推断是避免对象已经创建好了之后,就不用再去同步运行创建对象去了,第二个是。防止第一次还没有创建实例的时候,多个线程已经在等待中,这个时候须要进行空的推断。防止后面等待的现场进入之后再次创建实例。


    參考了其它人的文章【1】:

    singleton = new Singleton()不是原子操作,在JVM中大致做了三件事情:

    1. 给instance分配内存。

    2. 通过其构造函数初始化成员变量。

    3. 将instance指向分配的内存空间。

    (运行完instance就不是null了)。

    可是在JVM编译器中存在指令又一次排序的优化,终于的运行顺序是1-2-3或者1-3-2。假设是1-3-2的话。那么在3运行完成,2运行之前,线程A被线程B抢断的话,instance非空,线程B会直接返回instance,这个时候。直接使用就会报错。

    给出的解决方案(使用volatilekeyword屏蔽重排序)是:

    public class Singleton03 {
    
    	private volatile static Singleton03 singleton = null;
    	
    	private Singleton03(){}
    	
    	public static Singleton03 getInstance(){
    		
    		if(singleton == null)
    			synchronized (Singleton03.class) {
    				
    				if(singleton == null){
    					singleton = new Singleton03();
    				}
    			}		
    		
    		return singleton;
    	}
    }


    饿汉式


    public class Singleton04 {
    
    	private static final Singleton04 singleton = new Singleton04();
    	
    	private Singleton04(){
    	}
    	
    	public static Singleton04 getInstance(){
    		return singleton;
    	}
    }
    

    这样的方式是线程安全的,只是不足的一点是,即使没有调用getInstance方法。也会产生他的实例。之前的懒汉式的方式是懒载入的思想,在须要的时候创建。



    静态内部类


    public class Singleton05 {
    
    	private static class Singleton{
    		private static final Singleton05 instance = new Singleton05();
    	}
    	
    	private Singleton05(){
    	}
    	
    	public Singleton05 getInstance(){
    		return Singleton.instance;
    	}
    }
    採用了静态内部类的方式,私有的静态内部类,外部无法訪问。类似于饿汉式的形式,可是在此基础上进行了改进,饿汉式是使用的内部属性,而这个是使用的静态内部类的常量。


    枚举

    神一样的设计,使用枚举实现单例模式的几个原因:

    1. 自由序列化

    2. 线程安全

    3. 保证仅仅有一个实例。

    public enum Singleton06 {
    
    	INSTANCE;
    	
    	private Singleton06(){
    	}
    	
    	public void print(){
    		System.out.println("Enum Singleton!");
    	}
    }

    调用:


    Singleton06.INSTANCE.print();


    代码下载

    下载代码


    參考

    【1】 http://wuchong.me/blog/2014/08/28/how-to-correctly-write-singleton-pattern/


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