Java设计模式学习二

Java设计思想之单例模式

　　单例模式（Singleton Pattern）是Java中最常见的设计模式之一。这种类型的设计模式属于创建型模式，它提供了一种创建对象的最佳方式。

　　这种模式涉及到一个单一的类，该类负责创建自己的对象，同时确保只有的那个对象被创建。这个类提供了一种访问其唯一的对象的方式，可以直接访问，不需要实例化该类的对象。

• 单例类只能有一个实例。
• 单例类必须自己创建自己的唯一实例。
• 单例类必须给所有其他对象提供这一实例。

　　设计单例的意图：保证一个类仅有一个实例，并提供一个访问他的全局访问点。主要解决：一个全年局使用的类频繁地创建和销毁。控制实例数目，节省系统资源。判断系统是否已经有这个单例，如果有则返回，如果没有则创建。关键代码：构造函数是私有的。优点：在内存里只有一个实例，减少内存的开销，尤其是频繁的创建和销毁实例。避免对资源的多重占用。缺点是：没有接口，不能继承，与单一职责原则冲突，一个类应该只关心内部逻辑，而不关心外面怎么样来实例化。使用的场景：要求生产唯一序列号。计数器，不用每次刷新都在数据库里加一次，用单例先缓存起来。创建一个对象需要消耗的资源过多，比如I/O与数据库的连接等。注意：getInstance()方法中需要使用同步锁synchronized防止多线程同时进入造成instance被多次实例化。

　　单例类型的类构造函数是私有的，然后有一个本身的静态实例。有一个静态方法，供外界获取它的静态实例。

        public  class  SingleObject{

              //创建类的一个对象
              private   static  SingleObect  instnce  =  new  SingleObject() ;

             //私有构造函数，类不会被实例化
              private   SingleObject() {}   

               //获取唯一可用的对象
                public  static  SingleObject  getInstance(){
                      return  instance ;

                    }
}

　单例模式的实现由多种方式：

1、懒汉式，线程不安全：Lazy初始化：是，多线程安全：否，实现难度：易。

描述：这种方式是最基本的实现方式，这种实现的最大问题就是不支持多线程。因为没有加锁synchronized，所以严格意义上并不算单例模式。这种方式lazy  loading很明显，不要求线程安全，在多线程情况下不能正常工作。

        public  class  Singleton{
         private  static  Singleton  instance ；
        private Singleton(){}

       public  static Singleton  getInstance(){

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

                   }
                return  instance ;

                   }

            }

　　下面几种实现方式都支持多线程，但在性能上有所差异。

2、饿汉式：

lazy 初始化：否，多线程安全：是，实现难度：易。

描述：这种方式比较常用，但容易产生垃圾对象。优点：没有执行效率会高。缺点：类加载时就初始化，浪费内存。它基于calssloder机制避免了多线程的同步问题，不过，instance在类加载时就实例化，虽然导致装载的原因很多，在单例模式中大多数都是getInstance方法，但是也不能确定有其它的方式（或者其它的静态方法导致类加载），这时初始化instance显然没有达到lazy loading的效果。

3、双检锁/双重校验锁（DCL,double-checked  locking）

lazy初始化：是，多线程安全：是，实现难度：较复杂。描述：这种方式采用双锁机制，安全且在多线程情况下保持高性能。getInstance()的性能对应用程序很关键。

        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 ;
         }
     }            

　5、登记式/静态内部类

Lazy初始化：是，多线程安全：是，实现难度：一般。描述：这种方式能达到双检锁一样的功效，但实现更简单。对静态域使用延迟初始化，应使用这种方式二不是双检锁方式。这种方式只适用于静态域的情况，双检锁方式可在实例域需要延迟初始化时使用。这种方式同样利用了classloder机制来保证初始化instance时只有一个线程，它跟第三种方式不同之处：第3中方式只要Singleton类被装载了，instance救护被实例化（没有达到lazy loading效果），而这种方式是Singleton类被装载了，instance不一定被初始化。因为SingletonHolder类没有被主动使用，只有显式通过调用getInstance方法时，才会显式装载SingletonHolder类，从而实例化instance。

　　

        public  class Singleton{
          private  static class SingletonHolder{
           private static  final Singleton  INSTANCE = new Singleton();
           }

           private Singleton(){}
           private static final Singleton  getInstance (){
                return  SingletonHolder.INSTANCE ;
             }
        }