单子设计模式(Singleton Pattern)

GOF设计模式
Singleton Pattern
单子设计模式

• 有时候，我们需要实现这样的功能：那就是在整个应用中，只有一个实例存在。比如，在PowerPoint中，只能出现一个帮助窗口。如果将这个帮助窗口当作一个类，这就意味着它只能有一个实例。我们在以后会使用JDBC连接数据库程序，也可以使用该模式。

• 所谓类的单子（Singleton）设计模式，就是采取一定的方法保证在整个的软件系统中，对某个类只能存在一个对象实例，并且该类提供了一个取得其对象实例的方法。

单子模式第一种写法
• 步骤：
• 1.首先必须将类的构造方法的访问权限设置为private，这样，就不能用new 操作符在类的外部产生类的对象了。
• 2.在类的内部定义并产生那个唯一的对象，并限制其访问权限为private。
• 3.提供给外部一个public类型的静态方法，可以获得该唯一对象。
• 缺陷：在多线程不能正常工作。

public class Animal1 {
    private Animal1(){

    }
    private static Animal1 animal1;
    public static Animal1 getInstance1(){
        if(animal1==null){
            animal1=new Animal1();
        }
        return animal1;
    }
}

public class Test1 {
    public static void main(String[] args) {
        Animal1 a=Animal1.getInstance1();
        Animal1 b=Animal1.getInstance1();
        System.out.println(a);
        System.out.println(b);
    }
}

单子模式第二种写法
• 这种写法能够在多线程中很好的工作，效率很低，99%情况下不需要同步。

（加了synchronized用来同步）

public class Animal2 {
    private Animal2(){

    }
    private static Animal2 animal2;
    public static synchronized Animal2 getInstance2(){
        if(animal2==null){
            animal2=new Animal2();
        }
        return animal2;
    }
}

public class Test2 {
    public static void main(String[] args) {
        Animal2 a=Animal2.getInstance2();
        Animal2 b=Animal2.getInstance2();
        System.out.println(a);
        System.out.println(b);
    }
}

单子模式第三种写法
• 应用内部类也能实现单子模式，而且是比较安全的单子模式。
• 这种方式同样利用了classloder的机制来保证初始化instance时只有一个线程。
• 该种方式是Singleton类被装载了，instance不一定被初始化。因为SingletonHolder类没有被主动使用，只有显示通过调用getInstance方法时，才会显示装载SingletonHolder类，从而实例化instance。想象一下，如果实例化instance很消耗资源，我想让他延迟加载，另外一方面，我不希望在Singleton类加载时就实例化，因为我不能确保Singleton类还可能在其他的地方被主动使用从而被加载，这种方式相就显得很合理。

（运用内部类）

public class Animal3 {
    private Animal3(){

    }
    private static class SingletonHolder{
        private static final Animal3 instance=new Animal3();
    }
    public static Animal3 getInstance3(){
        return SingletonHolder.instance;
    }
}

public class Test3 {
    public static void main(String[] args) {
        Animal3 a=Animal3.getInstance3();
        Animal3 b=Animal3.getInstance3();
        System.out.println(a);
        System.out.println(b);
    }
}

单子模式的第四种写法
• 这是第二种方式的升级版，俗称双重检查锁定版。

（加了volatile和synchronized）

public class Animal4 {
    private Animal4(){

    }
    private static volatile Animal4 animal4;
    public static Animal4 getInstance4(){
        if(animal4==null){
            synchronized(Animal4.class){
                animal4=new Animal4();
            }
        }
        return animal4;
    }

}

public class Test4 {
    public static void main(String[] args) {
        Animal4 a=Animal4.getInstance4();
        Animal4 b=Animal4.getInstance4();
        System.out.println(a);
        System.out.println(b);
    }
}