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单例模式

 
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单例模式三个特点:某个类只能有一个实例;必须自行创建这个实例;必须自行向整个系统提供这个实例。

饿:在私有静态成员变量时直接创建(费内存)



 

懒:延迟加载,到了要使用的时候再创建(线程安全问题繁琐、费性能)



 

双重检查锁定关键代码:

private volatile staitc LazySingleton instance = null;
private LazySingleton(){}
private static LazySingleton getInstance(){
  if(instance == null){     //第一重判断
        synchronized(LazySingleton.class){    //锁定代码块
            if(instance == null){             //第二重判断
               instance = new LazySingleton();
      }
    }
  }
}

 双重检查锁定能保证线程安全问题,类静态成员变量instance需要用volatile修饰,可以确保多个线程能够正确处理,volatile会屏蔽java虚拟机做的代码优化,可能导致系统运行效率降低。

 

静态内部类实现:

class Singleton{
     private Singleton(){}
     private static class HolderClass{
        private final static Singleton instance = new Singleton();
   }
   public static Singleton getInstance(){
      return HolderClass.instance;
   }
}

 由于静态单例没有直接实例化,相当于是延迟加载了...,第一次调用getInstance方法时将加载内部类HolderClass,此时会初始化instance,由于java虚拟机会保证其线程安全,确保该成员变量只能初始化一次,没加锁,所以性能也没影响。 

effective java中,单元素枚举是单例最佳实现。

public enum Singleton{
	uniqueInstance;
	public void singletonOperation(){
		
	}
}

 

1,负载均衡器的设计

package com.hehe.danlifuzaijunhe;

import java.util.ArrayList;
import java.util.List;
import java.util.Random;

public class LoadBalancer {
	
	private static LoadBalancer instance = null;
	//服务器集合
	private List serverList = null;
	//私有构造函数
	private LoadBalancer(){
		serverList = new ArrayList();
	}
	
	public static LoadBalancer getLoadBalancer(){
		if (instance == null) {
			instance = new LoadBalancer();
		}
		return instance;
	}
	
	
	public void addServer(String server){
		serverList.add(server);
	}
	
	public void removeServer(String server){
		serverList.remove(server);
	}
	//Random随机获取服务器
	public String getServer(){
		Random random = new Random();
		int i = random.nextInt(serverList.size());
		return (String)serverList.get(i);
	}
}

 

package com.hehe.danlifuzaijunhe;

public class Client {
	public static void main(String[] args) {
		LoadBalancer balancer1, balancer2, balancer3;
		
		balancer1 = LoadBalancer.getLoadBalancer();
		balancer2 = LoadBalancer.getLoadBalancer();
		balancer3 = LoadBalancer.getLoadBalancer();
		
		balancer1.addServer("server1");
		balancer1.addServer("server2");
		balancer1.addServer("server3");
		balancer1.addServer("server4");
		balancer1.addServer("server5");
		
		//模拟客户端请求分发给不同的服务器
		for (int i = 0; i < 5; i++) {
			String server2 = balancer2.getServer();
			System.out.println(server2);
		}
		for (int i = 0; i < 5; i++) {
			String server3 = balancer3.getServer();
			System.out.println(server3);
		}
	}
}

 private List serverList = null;

这个实例属性,因为是单例模式,所以这个实例属性在balancer1, balancer2, balancer3他们这三个实例看来,是一致的。如果不是用单例模式,那么实例属性是各个实例的属性,当然就不一致了,那具体到这个负载均衡的设计,就会带来服务器状态的不一致以及请求分配冲突问题。

联想一下,这种类似的思想,比如windows中的任务管理器,显示着电脑的应用程序、进程、服务、用户等信息,不管你打开多少次任务管理器,最多也只显示一个任务管理器窗口。假如能显示多个任务管理器窗口,那这些窗口里面的信息必须是一致的才行,这都是重复的,那就是浪费系统资源了。若是弹出窗口信息不一致,那就更离谱了,用户该相信哪一个呢。

再比如windows中的回收站。

 

2,单例模式读取配置文件

//db.properties文件 保持数据连接信息

driver=com.mysql.jdbc.Driver

url=jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/mydb

user=root

password=root

//单例模式读取数据配置文件 Env.java
import java.io.InputStream;
import java.util.Properties;
public class Env extends Properties {
	private static Env env;
	private Env() {
		try {
			InputStream is = this.getClass().getResourceAsStream(
					"/db.properties");
			this.load(is);
		} catch (IOException e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}
	public static Env createInstance() {
		if (env == null) {
			newInstance();
		}
		return env;
	}

	synchronized private static void newInstance() {
		env = new Env();
	}
}


//工具类DBConnection.java  注册驱动---->创建连接----->关闭连接
import java.sql.Connection;
import java.sql.DriverManager;
import java.sql.PreparedStatement;
import java.sql.ResultSet;
import java.sql.SQLException;
import java.sql.Statement;
import com.tarena.dbdx.day09.util.file.Env;
public class DBConnection {
	// 注册驱动
	static {
		try {
			//String driver = "com.mysql.jdbc.Driver";
			Class.forName(Env.createInstance().getProperty("driver"));
		} catch (ClassNotFoundException e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}
	// 创建连接
	public static Connection getConnection() throws SQLException {
		/*String url = "jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/mydb";
		String user = "root";
		String password = "";*/
		return DriverManager.getConnection(Env.createInstance().getProperty("url"),
				Env.createInstance().getProperty("user"), 
				Env.createInstance().getProperty("password"));
	}
	/**
	 * 关闭Statement有结果集
	 */
	public static void close(ResultSet rs, Statement stat, Connection conn) {
		try {
			if (rs != null) {
				rs.close();
			}
			if (stat != null) {
				stat.close();
			}
			if (conn != null) {
				conn.close();
			}
		} catch (SQLException e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}
	/**
	 * 关闭PreparedStatement有结果集
	 */
	public static void close(ResultSet rs, PreparedStatement ps, Connection conn) {
		try {
			if (rs != null) {
				rs.close();
			}
			if (ps != null) {
				ps.close();
			}
			if (conn != null) {
				conn.close();
			}
		} catch (SQLException e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}

	/**
	 * 关闭无结果集
	 */
	public static void close(Statement stat, Connection conn) {
		try {
			if (stat != null) {
				stat.close();
			}
			if (conn != null) {
				conn.close();
			}
		} catch (SQLException e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}
	public static void close(PreparedStatement ps, Connection conn) {
		try {
			if (ps != null) {
				ps.close();
			}
			if (conn != null) {
				conn.close();
			}
		} catch (SQLException e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}
}

 这是最常见的单例模式应用了。如果不用单例模式,运行期间系统中可能会存在多个Env对象,也就是说系统中存在多份配置文件的内容,严重浪费系统资源啊。

 

3,java.lang.Runtime类的getRuntime(),感受一下,就是那么回事。

默认情况下,Spring会通过单例模式创建bean实例

<bean id="date" class="java.util.Date" scope="singleton"/>
 

4,单例à多例(数据库连接池)

思路大概是酱紫的。

每次建立一个数据库连接需要花费一到三秒。而且必须要管理好每一个连接,确保正确关闭,避免内存泄露重启数据库。于是,可以考虑一个全局的Connection,创建后不关闭,这还是不科学,一个连接使用次数过多会不稳定。所以,可以将指定个数的数据库连接池对象存储在连接池中,客户端随机抽取一个连接对象来连接数据库。高端一点的话,可以搞个空闲池、使用池,类似于负载均衡。

很多服务器就自带连接池机制,配置一些就行。具体到连接池的设计,呵呵呵呵。。。并发问题、多数据库多用户、事务处理等。

这是单例模式数据库连接池

http://wenku.baidu.com/link?url=tX9r9m5G7HDQEuH2MWMJCHJs_xybJCGvpE-xf0Yc-cI27spnaGdIT6eFpVYrcWNmVzCItiu18SDOB41sspWWwFU_yyh5hCJA9dX36HIImQ_

 

 

 

抛砖引玉,砖头暂时只有这些了。可以一起探讨一下平时能够用到单例模式的地方。以及这种思想的应用。

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