深入浅出设计模式之单态模式（singleton）

                                                  深入浅出设计模式之单态模式（singleton）


单态定义：

     单态是指在一个JVM实例中，只存在一个对应Class的实例对象。

单态可以分为状态化和无状态化使用方式，比如网站的访问次数计数器，这个是有状态的实现，单态能够保存这个计数，并且使用同步或原子变量实现计数。另外，单态也可以无状态使用，提供工具性质的工作。使用单态模式的直接好处就是限制了实例个数，节省内存资源，有利于Java垃圾回收。

如何使用单态模式？

目前单态模式支持如下三种实现：

1. 饿汉模式：

public class Singleton1 {
	
	private static final Singleton1 INSTANCE = new Singleton1();
	
	private Singleton1() {}
	
	public static Singleton1 getInstance() {
		return INSTANCE;
	}
}

      饿汉模式形象的描述了单列实例化的时间点，也就是在Class对象完成加载后就直接创建了该单列对象，而不是在第一次使用的时候才创建。这一点原理类似于Spring的BeanFactory和ApplicationContext类在创建Bean对象时候的区别，前者是第一次使用的时候创建bean，后者是在Spring容器启动时创建好了所有bean，这两种创建方式各有优势，但目前大部分应用主要采用的是第二种实现方式。

2. 饱汉模式：


(1) 使用同步关键字

public class Singleton3 {
	
	private static Singleton3 INSTANCE;
	
	private Singleton3() {}
	
	public static synchronized Singleton3 getInSingleton() {
		if (INSTANCE == null) {
			INSTANCE = new Singleton3();
		}
		return INSTANCE;
	}
}

(2) DCL方式

public class Singleton2 {
	
	private volatile static Singleton2 INSTANCE;
	
	private Singleton2() {}
	
	//DCL
	public static Singleton2 getInstance() {
		if (INSTANCE == null) {//--------(1)
			synchronized (Singleton2.class){//----------(2)
				if (INSTANCE == null) {
			            INSTANCE = new Singleton2();//-------------(3)
			}
			}
		}
		return INSTANCE;
	}
}

     饱汉模式的实现是单态模式中最容易出错，也是问题最多的一种实现方式，我们常见的DCL(双锁检查机制)，就是这种方式提出来衍生出来的问题。

在双锁检查机制中，很多开发者，或者说很多已经在生产环境运行的程序可能都存在着一定的问题，虽然这些小问题发生的几率极小，但是理论上是存在的，在此处，我们来详细讨论这个问题。双锁检查对机制中属性没有加volatile关键字，可能存在错误。

       • 外部获得一个没有被初始化完成的对象

      很多从事Java开发的程序员可能只知道Volatile关键字保证了多线程的可见性，而还有一种特性就是：保证该关键字修饰的对象被初始化完成。我们来假设一个前提，假设Singleton2对象的初始化需要做很多工作，需要很长的时间才能完成。在程序运行，由于JMM对程序运行多了优化，可是使一个对象获得没有被初始化完成的引用，所以很有肯能导致外部对象获得一个没有初始化完成的Singleton2的应用，即便这种情况的发生的几率十分小，但是理论上还是存在，我们需要理解到这一点，以便我们编写出高质量的代码。

3. 延迟加载模式

     延迟加载模式也许这种叫法不是很标准，姑且这样称呼。在该模式下，使用一个内部类来实例化外部的单态对象，这样做的优势是，即满足了延迟加载的思想，提高代码的运行效率，而且又保证了对象创建的安全性。所以该模式是比较值得推荐的一种单态模式实现。具体代码如下：

public class Singleton4 {
	
	private static class SingletonHolder {
		public static final Singleton4 INSTANCE = new Singleton4();
	}
	
	private Singleton4() {}
	
	public static Singleton4 getInstance() {
		return SingletonHolder.INSTANCE;
	}
}

评论

1 楼 Terry_zzz 2012-04-11  

很好,　总结的很全面　谢谢!