设计模式Singleton(zz)

原文1：http://www.68asp.com/Article/CJ/200409/853.html
原文2：http://www.jdon.com/designpatterns/singleton.htm

原文1：
设计模式Singleton
副标题：
作者：本网收集 文章来源：本站收集 点击数：4996 更新时间：2004-9-28
    引言
   相信大多数拜读过"Gang Of Four"（Erich Gamma, Richard Helm, Ralph Johnson, John Vlissides）的经典之作《Design Pattern》的同僚们，对这本书一定推崇有加。曾有人这么宣告："只有在读过《Design Pattern》后，我的编程水平才真正得到了质的飞跃。"
 
  那么，如何才能步入设计模式的殿堂？设计模式是资深程序员日积月累总结出来的一套可复用的、针对面向对象软件设计的解决方案，从这个意义上说，世界上存在无数多的设计模式，"Gang Of Four"总结的23种设计模式只是其中的23个精华。入手的关键就在于领会"设计模式"的思想，然后再将它们融会贯通、灵活应用到自己到开发过程中。
 
 
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  Singleton模式
  Singleton可以说是《Design Pattern》中最简单也最实用的一个设计模式。那么，什么是Singleton？
 
   顾名思义，Singleton就是确保一个类只有唯一的一个实例。Singleton主要用于对象的创建，这意味着，如果某个类采用了Singleton 模式，则在这个类被创建后，它将有且仅有一个实例可供访问。很多时候我们都会需要Singleton模式，最常见的比如我们希望整个应用程序中只有一个连接数据库的Connection实例；又比如要求一个应用程序中只存在某个用户数据结构的唯一实例。我们都可以通过应用Singleton模式达到目的。
 
  一眼看去，Singleton似乎有些像全局对象。但是实际上，并不能用全局对象代替Singleton模式，这是因为：其一，大量使用全局对象会使得程序质量降低，而且有些编程语言例如C#，根本就不支持全局变量。其二，全局对象的方法并不能阻止人们将一个类实例化多次：除了类的全局实例外，开发人员仍然可以通过类的构造函数创建类的多个局部实例。而Singleton模式则通过从根本上控制类的创建，将"保证只有一个实例 "这个任务交给了类本身，开发人员不可能再有其它途径得到类的多个实例。这一点是全局对象方法与Singleton模式的根本区别。
 
 
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  Singleton模式的实现
  Singleton模式的实现基于两个要点：
 
  1）不直接用类的构造函数，而另外提供一个Public的静态方法来构造类的实例。通常这个方法取名为Instance。Public保证了它的全局可见性，静态方法保证了不会创建出多余的实例。
 
  2）将类的构造函数设为Private，即将构造函数"隐藏"起来，任何企图使用构造函数创建实例的方法都将报错。这样就阻止了开发人员绕过上面的Instance方法直接创建类的实例。
 
  通过以上两点就可以完全控制类的创建：无论有多少地方需要用到这个类，它们访问的都是类的唯一生成的那个实例。以下C＃代码展现了两种实现Singleton模式的方式，开发人员可以根据喜好任选其一。
 
  实现方式一：Singleton.cs
 
  using System;
  class SingletonDemo
  { private static SingletonDemo theSingleton = null;
   private SingletonDemo() {}
   public static SingletonDemo Instance()
   { if (null == theSingleton)
   {
   theSingleton = new SingletonDemo();
   }
   return theSingleton;
   }
   static void Main(string[] args)
   { SingletonDemo s1 = SingletonDemo.Instance();
   SingletonDemo s2 = SingletonDemo.Instance();
   if (s1.Equals(s2))
   { Console.WriteLine("see, only one instance!");
   }
   }
  }
 
  与之等价的另外一种实现方式是：Singleton.cs：
 
  using System;
 
  class SingletonDemo
  { private static SingletonDemo theSingleton = new SingletonDemo();
   private SingletonDemo() {}
   public static SingletonDemo Instance()
   { return theSingleton;
   }
   static void Main(string[] args)
   { SingletonDemo s1 = SingletonDemo.Instance();
   SingletonDemo s2 = SingletonDemo.Instance();
   if (s1.Equals(s2))
   { Console.WriteLine("see, only one instance!");
   }
   }
  }
 
  编译执行：
 
  Csc Singleton.cs
 
  得到运行结果：
 
  see, only one instance!
  


原文2：http://www.jdon.com/designpatterns/singleton.htm

设计模式之Singleton(单态)

板桥里人 http://www.jdon.com 2002/05/07

模式实战书籍《Java实用系统开发指南》

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() {

　　//这个方法比上面有所改进，不用每次都进行生成对象，只是第一次　　　 　
　　//使用时生成实例！
　　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
(注：文章见http://www.jdon.com/jive/thread.jsp?forum=91&thread=17578；
singleton在多线程下会存在问题，比如出现死锁等。
)

设计模式如何在具体项目中应用见《Java实用系统开发指南》