Java设计模式-之Singleton单例模式

Singleton (单例模式)

 

Intent ：Ensure a class only has one instance , and provide a global point of access of it.

 

瞎谈：就是保证一个类只有一个实例，并且提供一个全局可访问的点。打个比方，广州限制每户人家养狗，但是只能养一条。一开始你没有狗，你去买一条。若干年后，狗不行失踪了。你为了填补寂寞的空虚，别人又送你一条（或者还是你自己买的）。我们不关注你的狗来源，只保证你家的狗每时每刻就一条。你为了确保以后养狗方便，就到保险公司办了保险，他们承诺，你的狗要是出现意外事故，他们负责陪一条给你。从此，你自由了，狗的事情交给别人了，而且别人也保证只给一条给你。

 

正经：很多时候我们要保证类的实例只有一个。我们可能在自己的代码中判断需要的类的实例有无，无就new一个。这样看似不错。问题是，你用到这个类的地方有n个，这样你就需要n个判断。为什么不把这个职责交给类本身呢？然后让类提供一个接口访问

 

代码实现：

 

public class Singleton

{

private static Singleton singleton=null;

private Singleton()

{}

public static Singleton instance()

{

   if(singleton==null)

      singleton = new Singleton();

   return singleton

      return singleton;

}

}

 

有无问题：碰上多线程怎么办？凉拌了。加锁吧,或者。。。前人总结的经验，有3中方法

1.       直接加锁

public class Singleton

{

private static Singleton singleton=null;

private Singleton()

{}

public static synchronized Singleton instance()

{

   if(singleton==null)

      singleton = new Singleton();

   return singleton

      return singleton;

}

}

2.       早期实例化

public class Singleton

{

private static Singleton singleton = new Singleton();

private Singleton();

public static Singleton getInstance()

{

   return singleton;

}

}

 

3.       双重检测锁

public class Singleton

{

   private volatile static Singleton singleton=null;

   private Singleton(){}

   public static Singleton getInstance()

   {

              if(singleton==null)

        {    synchronized(Singleton.class)

                     {

                           singleton=new Singleton();

                     }

         }

         return singleton;

    }

评论

13 楼 llyzq 2010-01-13  

clarkht 写道

以上的Singleton模式的写法都正确，不过了没有一个是最佳的。。。

前面所谈到的Double-Checked Lock模式了，也是有数据并发问题

参考javaworld

lazy initialization and mitigate the synchronizaiton overhead on common code path
[url]
[/url]http://www.javaworld.com/javaworld/jw-11-2001/jw-1116-dcl.html


给你一个完美的

 public class ThreadLocalDCL{
  private static ThreadLocal initHolder = new ThreadLocal();
  
  private static Resource resource = null;
  
  public Resource getResource(){
    if(initHolder.get() == null){
	   synchronized{
	      if(resource == null)
		   resource = new Resource();
		  initHolder.set(Boolean.TRUE);
	   }
	}
	return resource;
  }
}

利用ThreadLocal虽然实现了线程安全，同时效率也比较高，但是由于为每个线程都保留了一个单例对象，势必会占用更多的资源。
而且，这个方案的本质是为每个线程创建一个单例的对象，而不是全局所有的线程。

以上是我自己研究ThreadLocal相关文档后得出的结论，请大家指正。

12 楼 llyzq 2010-01-06  

刚才我在网上查了一下
ThreadLocal和线程同步机制不一样，具体内容如下：

ThreadLocal和线程同步机制相比有什么优势呢？ThreadLocal和线程同步机制都是为了解决多线程中相同变量的访问冲突问题。

在同步机制中，通过对象的锁机制保证同一时间只有一个线程访问变量。这时该变量是多个线程共享的，使用同步机制要求程序慎密地分析什么时候对变量进行读写，什么时候需要锁定某个对象，什么时候释放对象锁等繁杂的问题，程序设计和编写难度相对较大。

而ThreadLocal则从另一个角度来解决多线程的并发访问。ThreadLocal会为每一个线程提供一个独立的变量副本，从而隔离了多个线程对数据的访问冲突。因为每一个线程都拥有自己的变量副本，从而也就没有必要对该变量进行同步了。ThreadLocal提供了线程安全的共享对象，在编写多线程代码时，可以把不安全的变量封装进ThreadLocal。

由于ThreadLocal中可以持有任何类型的对象，低版本JDK所提供的get()返回的是Object对象，需要强制类型转换。但JDK 5.0通过泛型很好的解决了这个问题，在一定程度地简化ThreadLocal的使用，概括起来说，对于多线程资源共享的问题，同步机制采用了“以时间换空间”的方式，而ThreadLocal采用了“以空间换时间”的方式。前者仅提供一份变量，让不同的线程排队访问，而后者为每一个线程都提供了一份变量，因此可以同时访问而互不影响。



本文来自CSDN博客，转载请标明出处：http://blog.csdn.net/canyingwushang/archive/2009/03/01/3946752.aspx

11 楼 llyzq 2010-01-06  

这个完美的答案我有点不解，这个方案完美在哪里？

我的理解如下，不知是否正确。

if(initHolder.get() == null)  是为了减少同步

但ThreadLocal类本身就没有同步么？

如果有同步，那每次取得单例对象时都会进行一次同步。好像并有没什么优势。。。

10 楼 clarkht 2009-09-26  

以上的Singleton模式的写法都正确，不过了没有一个是最佳的。。。

前面所谈到的Double-Checked Lock模式了，也是有数据并发问题

参考javaworld

lazy initialization and mitigate the synchronizaiton overhead on common code path
[url]
[/url]http://www.javaworld.com/javaworld/jw-11-2001/jw-1116-dcl.html


给你一个完美的

 public class ThreadLocalDCL{
  private static ThreadLocal initHolder = new ThreadLocal();
  
  private static Resource resource = null;
  
  public Resource getResource(){
    if(initHolder.get() == null){
	   synchronized{
	      if(resource == null)
		   resource = new Resource();
		  initHolder.set(Boolean.TRUE);
	   }
	}
	return resource;
  }
}

9 楼 wangdgsc 2009-09-25  

在JDK1.6中有枚举(太久没用1.5了，不记得有没有)，据说默认就是可序列化并且线程安全的，如果要写单例模式，不如就直接用一个枚举类，多好啊，还自己搞那么多的判断

8 楼 vieri122 2009-09-25  

public class Singleton
{
private static Singleton singleton = new Singleton();
private Singleton();
public static Singleton getInstance()
{
   return singleton;
}
}
喜欢用这个，因为C++同步锁有点麻烦

7 楼 changchunren520 2009-09-25  

<div class="quote_title">anyanyway 写道</div>
<div class="quote_div">
<p>补充一种形式,也是线程安全的:<span id="The_solution_of_Bill_Pugh" class="mw-headline"><span style="color: #ff0000;">The solution of Bill Pugh</span></span></p>
<p> </p>
<pre name="code" class="java"> public class Singleton {
   // Private constructor prevents instantiation from other classes
   private Singleton() {}

   /**
    * SingletonHolder is loaded on the first execution of Singleton.getInstance()
    * or the first access to SingletonHolder.INSTANCE, not before.
    */
   private static class SingletonHolder {
     private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
   }

   public static Singleton getInstance() {
     return SingletonHolder.INSTANCE;
   }
}</pre>
<p> </p>
<p>from:<a href="http://en.wikipedia.org/wiki/Singleton_pattern#The_solution_of_Bill_Pugh">http://en.wikipedia.org/wiki/Singleton_pattern#The_solution_of_Bill_Pugh</a></p>
</div>
<p><br>这种方式的确在网上有不少美誉，不过我在项目中到时，它的性能差的很多，速度要比正常单例出来的对象慢</p>

6 楼 jasstion 2009-09-24  

如果别人使用的类是持续性的，比如session，单单用synchronized肯定不行吧，应该再加上一种情况采用ThreadLocal实现同步的方式

5 楼 vvggsky 2009-09-24  

双检锁那个写的有问题

同步里面还要判断以下，不然可能会重复创建！

4 楼 Checkmate 2009-09-24  

代码还行，例子感觉不是非常恰当。

3 楼 lishuaibt 2009-09-21  

还可以再细致一点儿哈，比如阐述一下为什要用单例模式之类的。。。除了所谓的只要一次实例化之类的说辞。。同样用static的话 也能达到同样的效果过啊。。是吧！

2 楼 kaneg 2009-09-20  

不错，这个帖子把Java现有的各种单例模式的实现方式总结的很好

1 楼 anyanyway 2009-09-20  

<p>补充一种形式,也是线程安全的:<span id="The_solution_of_Bill_Pugh" class="mw-headline"><span style="color: #ff0000;">The solution of Bill Pugh</span></span></p>
<p> </p>
<pre name="code" class="java"> public class Singleton {
   // Private constructor prevents instantiation from other classes
   private Singleton() {}

   /**
    * SingletonHolder is loaded on the first execution of Singleton.getInstance()
    * or the first access to SingletonHolder.INSTANCE, not before.
    */
   private static class SingletonHolder {
     private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
   }

   public static Singleton getInstance() {
     return SingletonHolder.INSTANCE;
   }
}</pre>
<p> </p>
<p>from:<a href="http://en.wikipedia.org/wiki/Singleton_pattern#The_solution_of_Bill_Pugh">http://en.wikipedia.org/wiki/Singleton_pattern#The_solution_of_Bill_Pugh</a></p>