编程题: 写一个Singleton

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。

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。

Jave 实现方式
第一种形式: 定义一个类，它的构造函数为private的，它有一个static的private的该类变量，在类初始化时实例话，通过一个public的getInstance方法获取对它的引用,继而调用其中的方法。
java 代码
    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:
java 代码
   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，提高了效率！
    　　if (instance==null)
    　　　　instance＝new Singleton();
          return instance;
         }
}
其他形式:
定义一个类，它的构造函数为private的，所有方法为static的。
一般认为第一种形式要更加安全些.
本文来源于IIREN面试集

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程序中经常有这样的要求，整个程序运行时只有一个实例被使用。
比如：数据库连接池，系统参数配置，Java API 中的 Runtime, Calendar ...
如何实现这种需求成为一个值得讨论的问题。Java Singleton 模式用来保证在运行的应用程序中，一个Class只是实例化一次，也就是只有一个相应的对象存在 。在 web 程序中我们会用一个核心的分配功能的Servlet程序，在这里我们就可以运用这种设计模式了。
一般Singleton模式通常有几种种形式:
第一种形式:
定义一个类，它的构造函数为private的，它有一个static的private的该类变量，在类初始化时实例话，通过一个public的getInstance方法获取对它的引用,继而调用其中的方法。
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(){
if(instance==null){
instance=new Singleton();
}
return instance;
}
}
在要应用时，直接在类中写入Singleton s=Singleton.getInstance()即可（？）
1.instance 是私有的，开始时赋值为 null，外部只有通过 getInstance 方法才能获得他。
2.构造方法是私有的，这点很重要，保证只有这个类自己才能够调用，其他的类无法调用此构造函数。
3.getInstance 方法中：
   if 语句，保证只有一个 instance 存在；唯一的一个Singleton在第一次调用的时候被建立。
另外，在还查到有这种方式，是一个线程的安全应用，多线程即禁用clone()方法，产生一个CloneNotSupportedException例外。
public class Singleton
{

   // Private constructor suppresses generation

   //  of a (public) default constructor

   private Singleton() {}

   private static class SingletonHolder

   {

     private final static Singleton INSTANCE = new Singleton();

   }

   public static Singleton getInstance()

   {

     return SingletonHolder.INSTANCE;

   }

}
与第三种方式有些相似，即方式三是将getInstance()方法设为static synchronized。
提示：Java语言在设计的时候就使用了很多设计模式的思想，像 Collection 中的 Iterator 模式，Event 中的 Observer 模式，Applet 中的 Templete 模式，对象创建时的 Factory 模式，这些模式大多可以从 Java 的类的命名中体现出来。现在所看的 Thinking in JAVA 中的前几章就提到了工厂模式，现在不是很清楚。