JDP-01-[单例模式]-笔记摘录一

一、定义

单例模式（Singleton pattern）:确保一个类只有一个实例，并提供一个全局的访问点。

这个定义包含两层意思：

第一：我们把某个类设计成自己管理的一个单独实例，同时也要避免其他类再自行产生实例。要想取得单个实例，通

过单例类是唯一的途径。

第二：我们必需提供对这个实例的全局访问点：当你需要实例时，向类查询，它会给你返回单个实例。

注意：单例模式确保一个类只有一个实例，是指在特定系统范围内只能有一个实例。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。

1）某个框架容器内：如Spring IOC容器，可以通过配置保证实例在容器内的唯一性。

2）再如单一JVM中、单一类加载器加载类的情况可以保证实例的唯一性。

如果在两个类加载器或JVM中，可能他们有机会各自创建自己的单个实例，因为每个类加载器都定义了一个命名空间

，如果有两个以上的类加载器，不同的 类加载器可能会加载同一个类，从整个程序来看，同一个类会被加载多次。

如果这样的事情发生在单例上，就会产后多个Singleton并存的怪异现象。所以如果你的程序有 多个类加载,同时你

又使用了单例模式，请一定要小心。有一个解决办法是，自行给单例类指定类加载器（指定同一个类加载器）。

二、用处

有一些对象其实我们完全只需要一个即可，如：线程池（threadpool）、缓存（cache）、注册表（registry)的对象

、设备的驱动 程序的对象等等。事实上，这些类的对象只能有一个实例，如果制造出多个实例，就会导致许多问题

的产生，例如：程序的行为异常、资源的过量使用、产生不一致 的结果等等。Java 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。

三、Java Singleton模式常见的几种形式

一）使用立即创建实例，而不用延迟实例化的做法

//Singleton with final field  
public class Singleton {  
    public static final Singleton uniqueInstance = new Singleton();  
    private Singleton(){  
    }  
    //...Remainder omitted  
}  

 

在这种方法中，公有静态成员是一个final域（保证了总是包含相同的对象引用）。私有构造函数仅被调用一次，用

来实例化公有的静态final域 Singleton.uniqueInstace。由于缺少公有的或者受保护的构造函数，所有保证了

Singleton的全局唯一性：一旦 Singleton类被实例化之后，只有一个Singleton实例存在——不多也不少。使用此

Singleton类的程序员的任何行为都不能改变这一点。

 

//Singleton with static factory  
public class Singleton {  
    private static Singleton uniqueInstance = new Singleton();  
    private Singleton(){}  
    public static Singleton getInSingleton(){  
            return uniqueInstance;  
        }  
        //...Remainder omitted  
}  

 

二）使用延迟实例化的做法（使用公有的静态工厂方法）

 

public class Singleton {  
        private static Singleton uniqueInstance ;  
        private Singleton(){  
        }  
        public static Singleton getInSingleton(){  
            if(uniqueInstance == null){  
                uniqueInstance = new Singleton();  
            }  
            return uniqueInstance;  
        }  
        //...Remainder omitted  
    }  

 先利用一个静态变量uniqueInstance来记录Singleton类的唯一实例，当我们要使用它的实例时，如果它不存在，就

利用私有的构 造器产生一个Singleton类的实例并把它赋值到uniqueInstance静态变量中。而如果我们不需要使用这

个实例，它就永远不会产生。这就 是"延迟实例化(lazy instantiaze)"。但上面这段程序在多线程环境中是不能保

证单个实例的

 

    public class Singleton {  
        private static Singleton uniqueInstance ;  
        private Singleton(){  
        }  
        public synchronized static Singleton getInSingleton(){  
            if(uniqueInstance == null){  
                uniqueInstance = new Singleton();  
            }  
            return uniqueInstance;  
        }  
        //...Remainder omitted  
    }  

 

通过给getInstance()方法增加synchronized关键字，也就是给getInstance()方法线程加锁，迫使每次只能有一 个

线程在进入这个方法，这样就可以解决上面多线程产生的灾难了。但加锁的同步方法可能造成程序执行效率大幅度下

降，如果你的程序对性能的要求很高，同时你 的getInstance（）方法调用的很频繁，这时可能这种设计也不符合程

序要求了。其实这种加锁同步的方法用在这确实有一定的问题存在，因为对 Singleton类来说，只有在第一次执行

getInstance（）方法时，才真正的需要对方法进行加锁同步，因为一旦第一次设置好 uniqueInstance变量后，就不

再需要同步这个方法了。之后每次调用这个方法，同步反而成了一种累赘。

 

public class Singleton {  
    // volatile关键字确保当uniqueInstance变量被初始化成Singleton实例时,多个线程正确地处理

uniqueInstance变量  
    private volatile static Singleton uniqueInstance;  
    private Singleton() {  
    }  
  
    public static Singleton getInSingleton() {  
        if (uniqueInstance == null) {// 检查实例,如是不存在就进行同步代码区  
            synchronized (Singleton.class) {// 对其进行锁,防止两个线程同时进入同步代码区  
                if (uniqueInstance == null) {// 双重检查,非常重要,如果两个同时访问的线程,当第一线程访

问完同步代码区后,生成一个实例;当第二个已进入getInstance方法等待的线程进入同步代码区时,也会产生一个新的

实例  
                    uniqueInstance = new Singleton();  
                }  
            }  
        }  
        return uniqueInstance;  
    }  
    // ...Remainder omitted  
} 

 

三）Sington类的序列化

为了使Singleton类变成可序列化的(serializable)，仅仅实现Serializable接口是不够的。为了维护 Singleton的

单例性，你必须给Singleton类提供一个readResolve方法，否则的话，一个序列化的实例，每次反序列化的时候都会

产 生一个新的实例。Singleton 也不会例外。

 

import java.io.FileInputStream;  
import java.io.FileOutputStream;  
import java.io.ObjectInputStream;  
import java.io.ObjectOutputStream;  
import java.io.ObjectStreamException;  
import java.io.Serializable;  
  
//Singleton with final field  
public class Singleton implements Serializable{  
  
    private static final long serialVersionUID = 5765648836796281035L;  
    public static final Singleton uniqueInstance = new Singleton();  
    private Singleton(){  
    }  
    //...Remainder omitted  
    public static void main(String[] args) throws Exception{  
        //序列化  
         ObjectOutputStream objectOutputStream = new ObjectOutputStream(new FileOutputStream

("D:\\Singleton.obj"));  
         Singleton singleton = Singleton.uniqueInstance;           
         objectOutputStream.writeObject(singleton);  
         objectOutputStream.close();  
         //反序列化  
         ObjectInputStream objectInputStream = new ObjectInputStream(new FileInputStream

("D:\\Singleton.obj"));  
         Singleton singleton2 = (Singleton)objectInputStream.readObject();  
         objectInputStream.close();  
         //比较是否原来的实例  
         System.out.println(singleton==singleton2);  
   }   
} 

 

输出结果为:false

解决方法是为Singleton类增加readResolve()方法：

 

//readResolve 方法维持了Singleton的单例属性  
private Object readResolve() throws ObjectStreamException{  
            return uniqueInstance;  
}  

 

再进行测试：输出结果为true

反序列化之后新创建的对象会先调用此方法，该方法返回的对象引用被返回，取代了新创建的对象。本质上，该方法

忽略了新建对象，仍然返回类初始化时创建的那个实例。