设计模式-单例模式

1、单例模式的定义

     保证一个类仅有一个实例，并提供一个访问它的全局实例。本质就是控制对象实例的个数

2、单例模式分为两种：

   懒汉式，在对象创建实例的时候，等到要使用对象的实例的时候才创建。是属于线程不安全的。代码如下所示:

package org.struct;

public class Singleton {
	private static Singleton instance = null;

	public synchronized static Singleton getInstance() {
		if (instance == null) {
			instance = new Singleton();
		}
		return instance;
	}
}

　　调用方式如下所示：

      

   饿汉式，就是java jvm在装载类的时候就直接创建了实例，是属于线程安全。懒汉式代码如下：

package org.struct;

public class Singleton {
	private static Singleton instance = new Singleton();

	public static Singleton getInstance() {
		return instance;
	}
}

　　客户端调用顺序图如下所示：

     

      单例模式中懒汉加载的实现方式体现了延迟加载的思想，那么什么是延迟加载呢？就是在没有使用的时候不加载数据，一直等，等到马上要使用这个资源或者数据了，必须要加载才去加载数据，成为Lazy Load，体现延迟加载的代码如下，在要使用实例的时候才去判断，要是还没有创建实例，则马上创建。当绕，缓存也是一种典型的用空间换取时间的方案

if (instance == null) {
	instance = new Singleton();
}

3、java中缓存的基本实现方式。在java代码中，可以使用map实现缓存，思路如下：
     （1）、先到缓存中查找，看看是否存在需要的资源

     （2）、如果没有找到，那么就创建一个满足要求的数据，然后把这个数据设置到缓存中，以备下次使用。

  下面是一个实现比较简单的示例代码：

package org.struct;

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

public class JavaCache {
	private Map<String, Object> map = new HashMap<String, Object>();

	public Object getValue(String key) {
		Object obj = map.get(key);
		if (obj == null) {
			obj = key + ",value";
			map.put(key, obj);
		}
		return obj;
	}
}

单例模式更好的实现方式

package org.struct;

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

当getInstance第一次被调用的时候，它第一次读取SingletonHolder().instance;导致SingletonHolder类初始化，会初始化它的静态域，从而创建Singleton，由于此为静态域，因此在虚拟机装载类的时候就已经初始化，线程安全又java虚拟机维护

最后一个问题，既然单例模式是控制实例的个数，前面讨论的都是只有一个实例，那么是否可以自己控制实例的数量呢？答案是肯定的，也是使用Map实现，本处只考虑控制实例的个数吗，其他的没有考虑。示例代码如下：

package org.struct;

import java.util.HashMap;
import java.util.Map;

public class MultInstance {
	private final static String DEFAULT_KEY = "carche";
	private static Map<String, MultInstance> map = new HashMap<String, MultInstance>();
	private static int num = 1;
	private final static int num_max = 3;

	public static MultInstance getInstane() {
		String key = DEFAULT_KEY + num;
		MultInstance m_insInstance = map.get(key);
		if (m_insInstance == null) {
			m_insInstance = new MultInstance();
			map.put(key, m_insInstance);
		}
		num++;
		if (num > num_max) {
			num = 1;
		}
		return m_insInstance;
	}

	public static void main(String[] args) {
		System.out.println("-->"+getInstane());
		System.out.println("-->"+getInstane());
		System.out.println("-->"+getInstane());
		System.out.println("-->"+getInstane());
		System.out.println("-->" + getInstane());
	}
}

运行结果如下所示：

-->org.struct.MultInstance@146ccf3e
-->org.struct.MultInstance@7399f9eb
-->org.struct.MultInstance@1e6ee98
-->org.struct.MultInstance@146ccf3e
-->org.struct.MultInstance@7399f9eb

通过上面的运行结果看，美中不足的有：1、线程仍然是不安全的。2、生成的实例的顺序是不能保证的。

4、使用场景

当需要控制一个类的实例个数只有一个的时候，而且用户只能从一个全局变量访问它的时候，就可以考虑单例模式了。