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  • 设计模式之Singleton(单态)

    来源:板桥里人 http://www.jdon.com/designpatterns/singleton.htm

     

    单态定义:
    Singleton模式主要作用是保证在Java应用程序中,一个类Class只有一个实例存在。

    在很多操作中,比如建立目录 数据库连接都需要这样的单线程操作。

    还有, singleton能够被状态化; 这样,多个单态类在一起就可以作为一个状态仓库一样向外提供服务,比如,你要论坛中的帖子计数器,每次浏览一次需要计数,单态类能否保持住这个计数,并且 能synchronize的安全自动加1,如果你要把这个数字永久保存到数据库,你可以在不修改单态接口的情况下方便的做到。

    另外方面,Singleton也能够被无状态化。提供工具性质的功能,

    Singleton模式就为我们提供了这样实现的可能。使用Singleton的好处还在于可以节省内存,因为它限制了实例的个数,有利于Java垃圾回收(garbage collection)。

    我们常常看到工厂模式中类装入器(class loader)中也用Singleton模式实现的,因为被装入的类实际也属于资源。

    如何使用?
    一般Singleton模式通常有几种形式:

    public class Singleton {

      private Singleton(){}

      //在自己内部定义自己一个实例,是不是很奇怪?
      //注意这是private 只供内部调用

      private static Singleton instance = new Singleton();

      //这里提供了一个供外部访问本class的静态方法,可以直接访问  
      public static Singleton getInstance() {
        return instance;   
       }
    }

    第二种形式:

    public class Singleton {

      private static Singleton instance = null;

      public static synchronized Singleton getInstance() {

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

    }

    使用Singleton.getInstance()可以访问单态类。

    上面第二中形式是lazy initialization,也就是说第一次调用时初始Singleton,以后就不用再生成了。

    注意到lazy initialization形式中的synchronized,这个synchronized很重要,如果没有synchronized,那么使用getInstance()是有可能得到多个Singleton实例。关于lazy initialization的Singleton有很多涉及double-checked locking (DCL)的讨论,有兴趣者进一步研究。

    一般认为第一种形式要更加安全些。

    使用Singleton注意事项
    有时在某些情况下,使用Singleton并不能达到Singleton的目的,如有多个Singleton对象同时被不同的类装入器装载;在EJB这样的分布式系统中使用也要注意这种情况,因为EJB是跨服务器,跨JVM的。

    我们以SUN公司的宠物店源码(Pet Store 1.3.1)的ServiceLocator为例稍微分析一下:

    在Pet Store中ServiceLocator有两种,一个是EJB目录下;一个是WEB目录下,我们检查这两个ServiceLocator会发现内容差不 多,都是提供EJB的查询定位服务,可是为什么要分开呢?仔细研究对这两种ServiceLocator才发现区别:在WEB中的 ServiceLocator的采取Singleton模式,ServiceLocator属于资源定位,理所当然应该使用Singleton模式。但是 在EJB中,Singleton模式已经失去作用,所以ServiceLocator才分成两种,一种面向WEB服务的,一种是面向EJB服务的。

    Singleton模式看起来简单,使用方法也很方便,但是真正用好,是非常不容易,需要对Java的类 线程 内存等概念有相当的了解。

    总之:如果你的应用基于容器,那么Singleton模式少用或者不用,可以使用相关替代技术。

    进一步深入可参考:

    Double-checked locking and the Singleton pattern

    When is a singleton not a singleton?

    Singleton是邪恶的

    关于web应用的static变量

    Jive中的单例模式

    更多单例专题

    更多本模式专题

    更多线程安全专题

    更多同步或锁专题

    更多对象生命周期专题

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