java设计模式之单例设计模式

单例设计模式

在开发时，有些对象只需要一个，比如说：

程序中经常需要读取的某个配置文件、常用工具类、线程池、缓存、日志对象等等

这些对象，如果被创造出多个实例，就会导致许多问题，比如占用过多的资源，不一致的结果，等等。

所以说，单例模式的目的就是：

保证创建对象实例，有且只有一个。

饿汉式：

1.将默认构造方法私有化，这样外界就无法直接创建类的实例

2.创建本类的唯一实例。

3.实例已经创建，那么外部怎么获取到这个唯一实例呢？将该实例静态化，但是为了控制访问，保证成员变量安全，将该实例私有化。

4.接着，提供一个public的获取该实例的方法，并且该方法静态化，否则无法直接获取。

那么饿汉式，为什么叫饿汉式呢？是因为，这种单例中，在类被加载时，就已经创建了该实例。

懒汉式：

1.将默认构造方法私有化，这样外界就无法直接创建类的实例

2.声明类的唯一实例，使用private static修饰，注意哦，这里是声明，但是并没有创建实例

3.提供一个用于获取实例的方法，使用public static修饰。该方法中，先判断该类的唯一实例是否为空，也就是判断该实例有没有被创建过，如果被创建过，那么返回该实例，如果没有被创建过，那么创建该实例，也就是new Single();

 

package com.gome.util;
class Single1{  //私有化默认构造函数 
	private Single1(){  }   //在本类中创建自己唯一的实例 
	private static Single1 instance = new Single1();    //写一个方法，供外界调用，得到这个唯一的实例 
	public static Single1 getInstance(){        
		return instance;    
	}
}
class Single2{    
	private Single2(){  }   
	private static Single2 instance;    
	public static Single2 getInstance(){        
		if(instance==null){         
			instance = new Single2();       
		}       
			return instance;    
	}
}
public class Test{    
	public static void main(String[] args){     
		Single1 s1 = Single1.getInstance();     
		Single1 s2 = Single1.getInstance();     
		if(s1==s2){         
			System.out.println("s1与s2是同一个实例");      
		}       
		Single2 s3 = Single2.getInstance();     
		Single2 s4 = Single2.getInstance();     
		if(s3==s4){         
			System.out.println("s3与s4是同一个实例");      
		}   
	}
}

 

懒汉式与饿汉式区别：

饿汉式的特点是，加载类时比较慢，因为有创建实例的过程，但运行时获取对象的速度比较快。线程安全

 

 

懒汉式的特点是加载类时比较快，但是运行获取对象速度比较慢，线程不安全。

那么，问题来了？

如何才能使得其线程安全呢？首先我们想到的应该是，使用synchronized关键字,在getInstance方法上，比如：

public static synchronized Single getInstance(){}

但是这样的话，确实解决了线程安全的问题，但是却降低了性能，有很多不必要的同比，比如return操作，需要同步的只是创建实例的操作。

 

改进下的话，可以：

private volatile static Single instantce = null;

实例对象用volatile修饰，具有synchronized可见性，在每次使用变量时，会读取该变量的最新值。这样线程会自动发现该变量的最新值，这样一个线程实例化成功，其他线程就会立即发现。

 

 

综上所述，简单的单例模式，并不是完全可靠的，主要有两个因素在影响

1.       通过java的反射机制完全可以实例化构造方法为private的类，这样便使得java单例的实现失效

2.       考虑到线程的存在，在并发环境下，很可能会出现多个实例。

以上只是介绍单例的基本使用方式，其实单例还有很多种

比如：登记式单例

示例代码如下：

import java.util.Map;
//登记式单例模式
public class RegisterSingle{  
	/**  
	* 使用静态代码块，在类被加载的时候，就将类的实例注册进一个map中，
	使用的时候，通过getInstance方法，传入类名   * 获取该类的实例   
	*/ 
	
	//定义一个map用来存放类的实例   
	private static Map map = new HashMap(); 
	static{     
		RegisterSingle single = new RegisterSingle();       
		map.put(RegisterSingle.class.getSimpleName(), single);  
	}   
	//私有化构造函数   
	private RegisterSingle(){   
	}   
	//写一个静态方法，供外部得到该类的唯一实例  
	public static RegisterSingle getInstance(String name){      
		if(name == null){           
			name = RegisterSingle.class.getSimpleName();            
			System.out.println("name == null===> name="+ name);     
		}       
		if(map.get(name) == null){          
			try {               
				map.put(name, (RegisterSingle) Class.forName(name).newInstance());          
			} catch (InstantiationException e) {                                
				e.printStackTrace();            
			} catch (IllegalAccessException e) {                                
				e.printStackTrace();            
			} catch (ClassNotFoundException e) {                                
				e.printStackTrace();            
			}       
		}       
		return map.get(name);   
	}
}

使用静态内部类的方式实现单例（理论上安全而且延迟加载）

另外一种完美实现的实现既线程安全又延迟加载的模式（Initialization on demand holder）使用静态内部类 

Public class Singleton{    Private Singleton(){};    Public static class Singleton1{        Private static final Singleton instance = new Singleton();}        Public static Singleton getInstance(){        Return Singleton1.instance;}}

 

这样就能保证在第一次调用getInstance（）方法时，才会去初始化instance实例，而且该实例被定义为static，只会被初始化一次。

 

tips1

还有一个问题就是单例化类的序列化问题：如果单例类实现了serializable接口，这是要特别注意以为在默认情况下，每次反序列化时总会创建一个新的对象，注意系统就会出现多个对象了。解决方法：根据序列化可知：每次反序列化完成前都会去调用readResolve()方法，那就在该方法中，将用原对象取代新创建出来的对象。在是在该实现了序列化的类中再定义一个方法：

 

Public Singleton readResolve(){　　　　sReturn instance;                   // instance是唯一的实例对象}