首页 > 代码库 > 4.设计模式---单例模式（上）
4.设计模式---单例模式（上）
单例模式有一下特点：
1、单例类只能有一个实例。
2、单例类必须自己自己创建自己的唯一实例。
3、单例类必须给所有其他对象提供这一实例。
根据上面单利的特点，编写一个单利模式其实很简单：
饿汉：
1 package single.method; 2 /** 3 * 饿汉 4 * @author zengrong 5 * 6 */ 7 public class eSingle { 8 /** 9 * 在这个类被加载时，静态变量single会被初始化， 10 * 此时类的私有构造子会被调用。这时候，单例类的唯一实例就被创建出来了。 11 */ 12 private static eSingle single =new eSingle(); 13 /** 14 * 私有化构造函数 15 */ 16 private eSingle(){} 17 /** 18 * 对外界唯一的公开生成实例的方法 19 * @return 20 */ 21 public eSingle getInESingle() { 22 return single; 23 24 } 25 26 27 28 29 }
饿汉式和他的名字一样：类一加载就生成实例：
饿汉式是典型的空间换时间，当类装载的时候就会创建类的实例，不管你用不用，先创建出来，然后每次调用的时候，就不需要再判断，节省了运行时间。
懒汉：（线程不安全模式）
package single.method;
/**
* 懒汉式(线程不安全)
* @author zengrong
*
*/
public class lSingle {
private static lSingle single=null;
private lSingle(){}
/**
*类加载时候并不生成实例，当调用时候才去加载生成实例
* @return
*/
public static lSingle getLSingle() {
return single==null ?new lSingle():single;
}
}
懒汉式：时间换取空间，在类加载时候并不加载生成实例，但是在多线程情况下，二个线程几乎同时到达getLSingle()方法，这样就会产生了多个实例，违背了我们当初的想法。
解决办法，双重加锁：
1 package single.method; 2 /** 3 * 改造懒汉模式变成线程安全 4 * @author zengrong 5 * 6 */ 7 public class lSingleSafety { 8 /** 9 * 用volatile修饰的变量， 10 * 线程在每次使用变量的时候， 11 * 都会读取变量修改后的最的值。 12 * volatile很容易被误用，用来进行原子性操作。 13 */ 14 private volatile static lSingleSafety singleSafety=null; 15 16 17 private lSingleSafety(){} 18 /** 19 * 采用的是双重加锁进行效率和安全 20 * @return 21 */ 22 public static lSingleSafety getLSingleSafety() { 23 24 if(singleSafety==null){ 25 synchronized (lSingleSafety.class) { 26 if(singleSafety == null){ 27 singleSafety= new lSingleSafety(); 28 } 29 } 30 } 31 return singleSafety; 32 } 33 34 }
所谓“双重检查加锁”机制，指的是：并不是每次进入getInstance方法都需要同步，而是先不同步，进入方法后，先检查实例是否存在，如果不存在才进行下面的同步块，这是第一重检查，进入同步块过后，再次检查实例是否存在，如果不存在，就在同步的情况下创建一个实例，这是第二重检查。这样一来，就只需要同步一次了，从而减少了多次在同步情况下进行判断所浪费的时间。
“双重检查加锁”机制的实现会使用关键字volatile，它的意思是：被volatile修饰的变量的值，将不会被本地线程缓存，所有对该变量的读写都是直接操作共享内存，从而确保多个线程能正确的处理该变量。
注意：在java1.4及以前版本中，很多JVM对于volatile关键字的实现的问题，会导致“双重检查加锁”的失败，因此“双重检查加锁”机制只只能用在java5及以上的版本。
在多线程开发中，为了解决并发问题，主要是通过使用synchronized来加互斥锁进行同步控制。但是在某些情况中，JVM已经隐含地为您执行了同步，这些情况下就不用自己再来进行同步控制了。这些情况包括：
1.由静态初始化器（在静态字段上或static{}块中的初始化器）初始化数据时
2.访问final字段时
3.在创建线程之前创建对象时
4.线程可以看见它将要处理的对象时
- 类级内部类？
简单点说，类级内部类指的是，有static修饰的成员式内部类。如果没有static修饰的成员式内部类被称为对象级内部类。
类级内部类相当于其外部类的static成分，它的对象与外部类对象间不存在依赖关系，因此可直接创建。而对象级内部类的实例，是绑定在外部对象实例中的。
类级内部类中，可以定义静态的方法。在静态方法中只能够引用外部类中的静态成员方法或者成员变量。
类级内部类相当于其外部类的成员，只有在第一次被使用的时候才被会装载。
根据上面的这些：
那么我们是不是可以在创建一个线程安全且又不用同步锁：
1 package single.method; 2 /** 3 * 使用类级别的静态类部类来进行实例化 4 * @author zengrong 5 * 6 */ 7 public class StaticSingle { 8 9 private StaticSingle(){} 10 11 private static class SingleOnInside{ 12 /** 13 * 初始化静态 14 */ 15 private static StaticSingle single=new StaticSingle(); 16 17 } 18 19 /** 20 * 安全问题由JVM来保证 21 * @return 22 */ 23 public static StaticSingle getStaticSingle() { 24 25 return SingleOnInside.single; 26 } 27 28 }
最牛逼的方法：高效，安全
枚举：
package single.method; /** * 枚举方法 * @author zengrong * */ public enum Singleton { /** * 定义一个枚举的元素，它就代表了Singleton的一个实例。 */ uniqueInstance; /** * 单例可以有自己的操作 */ public void singletonOperation(){ //功能处理 } }
单例模式的应用场景：
其中有些我也没用过，从其他博客看到的，记录下：
1. Windows的Task Manager（任务管理器）就是很典型的单例模式（这个很熟悉吧），想想看，是不是呢，你能打开两个windows task manager吗？ 不信你自己试试看哦~
2. windows的Recycle Bin（回收站）也是典型的单例应用。在整个系统运行过程中，回收站一直维护着仅有的一个实例。
3. 网站的计数器，一般也是采用单例模式实现，否则难以同步。
4. 应用程序的日志应用，一般都何用单例模式实现，这一般是由于共享的日志文件一直处于打开状态，因为只能有一个实例去操作，否则内容不好追加。
5. Web应用的配置对象的读取，一般也应用单例模式，这个是由于配置文件是共享的资源。
6. 数据库连接池的设计一般也是采用单例模式，因为数据库连接是一种数据库资源。数据库软件系统中使用数据库连接池，主要是节省打开或者关闭数据库连接所引起的效率损耗，这种效率上的损耗还是非常昂贵的，因为何用单例模式来维护，就可以大大降低这种损耗。
7. 多线程的线程池的设计一般也是采用单例模式，这是由于线程池要方便对池中的线程进行控制。
8. 操作系统的文件系统，也是大的单例模式实现的具体例子，一个操作系统只能有一个文件系统。
9. HttpApplication 也是单位例的典型应用。熟悉ASP.Net(IIS)的整个请求生命周期的人应该知道HttpApplication也是单例模式，所有的HttpModule都共享一个HttpApplication实例.
放在JavaWeb里讲，对于一个web项目，servletContext这个上下文对象就是单例模式的体现，因为它对应着配置文件，是全局所共享的，jsp的内置对象application也是这个道理。
对于枚举的单利模式明天继续详细分析；睡觉睡觉。。。。。
4.设计模式---单例模式（上）