单例模式--只有一个实例

什么是单例模式：

 

 

确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。

注意：使用起来类似静态方法，但是它不是静态方法，而是类。需要new关键字来实例化。

 

 

单例模式的基本使用方式可以概括为3个步骤：

1.创建一个private静态变量；

2.创建一个private空构造器；

3.创建一个public静态访问点，用来将唯一实例返回给外部调用者。

 

基本使用方式：

 

方法1：

 

public class SingletonCommon {

	private static SingletonCommon uniqueInstance;//步骤一
	
	private SingletonCommon(){}//步骤二
	
	public static SingletonCommon getInstance()//步骤三
	{
		if(uniqueInstance == null)
		{
			uniqueInstance = new SingletonCommon();
		}
		return uniqueInstance;
	}
}

 

虽然看上去简单。但是这个类还存在问题。

我们的程序基本都是多线程的。就存在这样的可能：多个线程同时去调用这个实例，假设这个时候uniqueInstance == null，而线程A执行到if(uniqueInstance == null)这句语句，这时候系统线程调度，线程A交出cpu。转而执行B线程中的代码，而在B线程中也有可能访问这个类，那么它访问的时候，发现uniqueInstance == null，自然就创建一个实例。等到cpu的使用权回到A的时候，A从刚才停住的地方开始执行，也创建了一个实例！所以这个时候问题就出现了。

 

那么怎么解决这个问题呢？

 

方法:2：

 

使用synchronized关键字

通过这个关键字可以迫使线程在进入这个方法前，要等别的线程离开这个方法，这样就可以不会有两个线程同时访问这个类了，我们的问题就解决了。而且使用起来很简单，仅仅多了一个synchronized关键字而已。

 

 

public class SingletonSynchronized {

	private static SingletonSynchronized uniqueInstance;
	
	private SingletonSynchronized(){}
	
	public static synchronized SingletonSynchronized getInstance()
	{
		if(uniqueInstance == null)
		{
			uniqueInstance = new SingletonSynchronized();
		}
		return uniqueInstance;
	}
}

 

但是这样也存在一个问题：效率。

每次调用getInstance()的时候都要进行同步，会造成负担。

那么怎么办才能提高效率呢？

 

方法3：

使用 双重检查加锁

 

 

利用双重检查加锁，首先检查是否已经创建了实例，如果还没有创建，才进行同步

这样一来就只有第一次会同步。这样就可以提高效率。

 

 

这里需要引入volatile关键字,这个关键字确保当uniqueInstance变量被初始化成SingletonDoubleLocking实例时，

多个线程正确地处理uniqueInstance变量。

 

 

public class SingletonDoubleLocking {

	private volatile static SingletonDoubleLocking uniqueInstance;
	
	private SingletonDoubleLocking(){}
	
	public static SingletonDoubleLocking getInstance()
	{
		synchronized (SingletonDoubleLocking.class) 
		{
			if(uniqueInstance == null)
			{
				uniqueInstance = new SingletonDoubleLocking();
			}
		}
	        return uniqueInstance;
	}
}

 

这样做似乎已经无懈可击了。但是还有问题存在！

问题是：双重检查加锁不适用于1.4及更早版本的Java

 

那还有别的方法吗？

我们知道前面的做法主要都是为了围绕着如何避免产生多个单例。

那能不能在调用getInstance()之前就生成实例呢？这样不就避免了所有的问题了吗？

 

方法4：

急切创建实例

 

在虚拟机加载这个类的时候就马上创建单例，这样就确保了在任何线程访问这个变量的时候，该实例都已经存在了。

 

 

public class SingletonEagerly {

	private static SingletonEagerly uniqueInstance = new SingletonEagerly();//虚拟机加载这个类的时候，这个类就已经被创建
	
	private SingletonEagerly(){}
	
	public static SingletonEagerly getInstance()
	{
		return uniqueInstance;//不需要判断是否为null，直接返回就可以了
	}
}

 

 

 

 

总结：

 

方法1：最普通的单例，建议不要这样使用，以免出问题。

 

方法2：使用synchronized关键字，使得每个线程进入这个方法之前，要等候别的线程离开这个方法才进入。对程序性能要求不高的的情况下可以使用，仅仅比普通的单例模式多了一个关键字而已。

 

方法3：双重检查加锁法，使用volatile关键字，它确保了变量被初始化为实例时，多个线程能够正确地处理变量。这是个不错的选择，但是要注意不能用于java1.4及之前的java版本。在Android中是可以选择这样做的，因为一般我们选择的jdk都是1.5及以上的。

 

方法4：急切创建实例法，如果这个类的不大，负担不重，那么可以考虑直接在JVM加载的这个类的时候，直接就生成实例。

 

 

 

我将上面4种方法，写成一个Android上可以运行的demo，demo中有两个Activity，在这两个Activity中通过单例的调用方式都将单例的的地址打印出来。我们可以看见，它们在内存中的物理地址一样，则表明它们是同一个对象。

如图所示：

 

 

 

 

 

 

 

有兴趣的同学可以下载来看看：

 

https://github.com/michaelye/SingletonPattern