Java设计模式-－单例模式

单例模式分三种：懒汉式单例、饿汉式单例、登记式单例三种。
单例模式有一下特点：
1、单例类只能有一个实例。
2、单例类必须自己自己创建自己的唯一实例。
3、单例类必须给所有其他对象提供这一实例。
说明：一下的代码来自阎宏博士的《Java与模式》一书，其中对一些类的写法做调整（符合Java1.5的习惯），另外还加了测试方法。
一、懒汉式单例
在类被加载的时候，唯一实例已经被创建。这个设计模式在Java中容易实现，在别的语言中难以实现。

/**
* Created by IntelliJ IDEA.
* User: leizhimin
* Date: 2007-9-11
* Time: 14:57:08
* <<Java与模式>> 单例模式-懒汉式单例
*/
public class LazySingleton {
     /**
      * 私有静态对象,加载时候不做初始化
      */
     private static LazySingleton m_intance=null;
     /**
      * 私有构造方法,避免外部创建实例
      */
     private LazySingleton(){
     }
     /**
      * 静态工厂方法,返回此类的唯一实例.  
      * 当发现实例没有初始化的时候,才初始化.
      * @return LazySingleton
      */
     synchronized public static LazySingleton getInstance(){
         if(m_intance==null){
             m_intance=new LazySingleton();
         }
         return m_intance;
     }
}

 
二、饿汉式单例
在类加载的时候不创建单例实例。只有在第一次请求实例的时候的时候创建，并且只在第一次创建后，以后不再创建该类的实例。

/**
* Created by IntelliJ IDEA.
* User: leizhimin
* Date: 2007-9-11
* Time: 14:45:25
* <<Java与模式>> 单例模式-饿汉式单例
*/
public class EagerSingleton {
     /**
      * 私有的(private)唯一(static final)实例成员,在类加载的时候就创建好了单例对象
      */
     private static final EagerSingleton m_instance = new EagerSingleton();
     /**
      * 私有构造方法,避免外部创建实例
      */
     private EagerSingleton() {
     }
     /**
      * 静态工厂方法,返回此类的唯一实例.
      * @return EagerSingleton
      */
     public static EagerSingleton getInstance() {
         return m_instance;
     }
}

 
三、登记式单例
这个单例实际上维护的是一组单例类的实例，将这些实例存放在一个Map（登记薄）中，对于已经登记过的实例，则从工厂直接返回，对于没有登记的，则先登记，而后返回。

/**
* Created by IntelliJ IDEA.
* User: leizhimin
* Date: 2005-9-11
* Time: 15:20:16
* <<Java与模式>> 单例模式- 登记式单例
*/
public class RegSingleton {
     /**
      * 登记薄,用来存放所有登记的实例
      */
     private static Map<String, RegSingleton> m_registry = new HashMap();
     //在类加载的时候添加一个实例到登记薄
     static {
         RegSingleton x = new RegSingleton();
         m_registry.put(x.getClass().getName(), x);
     }
     /**
      * 受保护的默认构造方法
      */
     protected RegSingleton() {
     }
     /**
      * 静态工厂方法,返回指定登记对象的唯一实例;
      * 对于已登记的直接取出返回,对于还未登记的,先登记,然后取出返回
      * @param name
      * @return RegSingleton
      */
     public static RegSingleton getInstance(String name) {
         if (name == null) {
             name = "RegSingleton";
         }
         if (m_registry.get(name) == null) {
             try {
                 m_registry.put(name, (RegSingleton) Class.forName(name).newInstance());
             } catch (InstantiationException e) {
                 e.printStackTrace();
             } catch (IllegalAccessException e) {
                 e.printStackTrace();
             } catch (ClassNotFoundException e) {
                 e.printStackTrace();
             }
         }
         return m_registry.get(name);
     }
     /**
      * 一个示意性的商业方法
      * @return String
      */
     public String about() {
         return "Hello,I am RegSingleton!";
     }
}

 

四、单例模式的一个应用
该应用是配置文件管理类。为了本例能正确运行，我在C盘下先建立了一个xxxx.properties文件，内容如下：
-------------------
user=root
password=leizhimin
这个配置文件管理类的代码如下：

/**
* Created by IntelliJ IDEA.
* User: leizhimin
* Date: 2005-9-11
* Time: 15:55:01
* 单例模式应用-单例类应用-配置文件管理
*/
public class ConfigManager {
     /**
      * 属性文件全名
      */
     private static final String PFILE = "C:\\xxx.properties";
     /**
      * 对应于属性文件的文件对象变量
      */
     private File m_file = null;
     /**
      * 属性文件的最后修改日期
      */
     private long m_lastModifiedTime = 0;
     /**
      * 属性文件所对应的属性对象变量
      */
     private Properties m_props = null;
     /**
      * 本类可能存在的唯一的一个实例
      */
     private static ConfigManager m_instance = new ConfigManager();
     /**
      * 私有构造子,用以保证外界无法直接实例化
      */
     private ConfigManager() {
         m_file = new File(PFILE);
         m_lastModifiedTime = m_file.lastModified();
         if (m_lastModifiedTime == 0) {
             System.err.println(PFILE + " file does not exist!");
         }
         m_props = new Properties();
         try {
             m_props.load(new FileInputStream(PFILE));
         } catch (IOException e) {
             e.printStackTrace();
         }
     }
     /**
      * 静态工厂方法
      *
      * @return ConfigManager
      */
     synchronized public static ConfigManager getInstance() {
         return m_instance;
     }
     /**
      * 获取属性配置项的值
      *
      * @param name
      * @param defaultVal
      * @return Object
      */
     public final Object getConfigItem(String name, Object defaultVal) {
         long newTime = m_file.lastModified();
         if (newTime == 0) {
             //属性文件不存在
             if (m_lastModifiedTime == 0) {
                 System.err.println(PFILE + " file does not exist!");
             } else {
                 System.err.println(PFILE + " file was deleted!");
             }
             return defaultVal;
         } else if (newTime > m_lastModifiedTime) {
             m_props.clear();
             try {
                 m_props.load(new FileInputStream(PFILE));
             } catch (IOException e) {
                 e.printStackTrace();
             }
         }
         m_lastModifiedTime = newTime;
         Object val = m_props.getProperty(name);
         if (val == null) {
             return defaultVal;
         } else {
             return val;
         }
     }
}

 
测试配置文件类：

/**
* Created by IntelliJ IDEA.
* User: leizhimin
* Date: 2007-9-11
* Time: 16:42:45
* 配置文件管理类测试
*/
public class Test_ConfigManager {
     public static void main(String[] args) {
         ConfigManager cfgm = ConfigManager.getInstance();
         Object val1 = cfgm.getConfigItem("sdf", "leizhimin");
         Object val2 = cfgm.getConfigItem("user", "leizhimin");
         System.out.println(val1.toString());
         System.out.println(val2.toString());
     }
}
运行结果：
leizhimin
root
Process finished with exit code 0

 
五、笔者写的一个JDBC数据库工具类的单例实现

/**
* Created by IntelliJ IDEA.
* User: leizhimin
* Date: 2005-9-11
* Time: 18:04:46
* 单例模式在JDBC编程中的应用,用于设计数据库工具类
*/
public class DBUtil {
     //单一实例
     private static final DBUtil _instance = new DBUtil();
     //数据源的JNDI
     private static final String datasource = "java:comp/env/jdbc/zvfims";
     /**
      * 私有构造方法,防止外部实例化
      */
     private DBUtil() {
     }
     /**
      * 数据库工具类实例工厂
      *
      * @return DBUtil
      */
     public DBUtil getInstance() {
         return _instance;
     }
     /**
      * 业务方法:用于获取数据库连接
      *
      * @return Connection
      */
     public Connection makeConnection() {
         Connection conn = null;
         try {
             Context ctx = new InitialContext();
             DataSource ds = (DataSource) ctx.lookup(datasource);
             conn = ds.getConnection();
         } catch (NamingException e) {
             System.out.println("获取数据源异常,请AppServer的JNDI数据源配置!");
             e.printStackTrace();
         } catch (SQLException e) {
             System.err.println("获取数据库连接发生异常!");
             e.printStackTrace();
         }
         return conn;
     }
}

 
通过这个单例类和开放的业务方法，可以为整个系统应用提供数据库连接。