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(转载)单例模式的几种应用

转自:http://michaelye1988.iteye.com/blog/1714953

什么是单例模式:

 

 

确保一个类只有一个实例,并提供一个全局访问点。

注意:使用起来类似静态方法,但是它不是静态方法,而是类。需要new关键字来实例化。

 

 

单例模式的基本使用方式可以概括为3个步骤:

1.创建一个private静态变量;

2.创建一个private空构造器;

3.创建一个public静态访问点,用来将唯一实例返回给外部调用者。

 

基本使用方式:

 

方法1:

 

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  1. public class SingletonCommon {  
  2.   
  3.     private static SingletonCommon uniqueInstance;//步骤一  
  4.       
  5.     private SingletonCommon(){}//步骤二  
  6.       
  7.     public static SingletonCommon getInstance()//步骤三  
  8.     {  
  9.         if(uniqueInstance == null)  
  10.         {  
  11.             uniqueInstance = new SingletonCommon();  
  12.         }  
  13.         return uniqueInstance;  
  14.     }  
  15. }  

 

虽然看上去简单。但是这个类还存在问题。

我们的程序基本都是多线程的。就存在这样的可能:多个线程同时去调用这个实例,假设这个时候uniqueInstance == null,而线程A执行到if(uniqueInstance == null)这句语句,这时候系统线程调度,线程A交出cpu。转而执行B线程中的代码,而在B线程中也有可能访问这个类,那么它访问的时候,发现uniqueInstance == null,自然就创建一个实例。等到cpu的使用权回到A的时候,A从刚才停住的地方开始执行,也创建了一个实例!所以这个时候问题就出现了。

 

那么怎么解决这个问题呢?

 

方法:2:

 

使用synchronized关键字

通过这个关键字可以迫使线程在进入这个方法前,要等别的线程离开这个方法,这样就可以不会有两个线程同时访问这个类了,我们的问题就解决了。而且使用起来很简单,仅仅多了一个synchronized关键字而已。

 

 

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  1. public class SingletonSynchronized {  
  2.   
  3.     private static SingletonSynchronized uniqueInstance;  
  4.       
  5.     private SingletonSynchronized(){}  
  6.       
  7.     public static synchronized SingletonSynchronized getInstance()  
  8.     {  
  9.         if(uniqueInstance == null)  
  10.         {  
  11.             uniqueInstance = new SingletonSynchronized();  
  12.         }  
  13.         return uniqueInstance;  
  14.     }  
  15. }  

 

但是这样也存在一个问题:效率。

每次调用getInstance()的时候都要进行同步,会造成负担。

那么怎么办才能提高效率呢?

 

方法3:

使用 双重检查加锁

 

 

利用双重检查加锁,首先检查是否已经创建了实例,如果还没有创建,才进行同步

这样一来就只有第一次会同步。这样就可以提高效率。

 

 

这里需要引入volatile关键字,这个关键字确保当uniqueInstance变量被初始化成SingletonDoubleLocking实例时,

多个线程正确地处理uniqueInstance变量。

 

 

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  1. public class SingletonDoubleLocking {  
  2.   
  3.     private volatile static SingletonDoubleLocking uniqueInstance;  
  4.       
  5.     private SingletonDoubleLocking(){}  
  6.       
  7.     public static SingletonDoubleLocking getInstance()  
  8.     {  
  9.         synchronized (SingletonDoubleLocking.class)   
  10.         {  
  11.             if(uniqueInstance == null)  
  12.             {  
  13.                 uniqueInstance = new SingletonDoubleLocking();  
  14.             }  
  15.         }  
  16.             return uniqueInstance;  
  17.     }  
  18. }  

 

这样做似乎已经无懈可击了。但是还有问题存在!

问题是:双重检查加锁不适用于1.4及更早版本的Java

 

那还有别的方法吗?

我们知道前面的做法主要都是为了围绕着如何避免产生多个单例。

那能不能在调用getInstance()之前就生成实例呢?这样不就避免了所有的问题了吗?

 

方法4:

急切创建实例

 

在虚拟机加载这个类的时候就马上创建单例,这样就确保了在任何线程访问这个变量的时候,该实例都已经存在了。

 

 

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  1. public class SingletonEagerly {  
  2.   
  3.     private static SingletonEagerly uniqueInstance = new SingletonEagerly();//虚拟机加载这个类的时候,这个类就已经被创建  
  4.       
  5.     private SingletonEagerly(){}  
  6.       
  7.     public static SingletonEagerly getInstance()  
  8.     {  
  9.         return uniqueInstance;//不需要判断是否为null,直接返回就可以了  
  10.     }  
  11. }  

 

 

 

 

总结:

 

方法1:最普通的单例,建议不要这样使用,以免出问题。

 

方法2:使用synchronized关键字,使得每个线程进入这个方法之前,要等候别的线程离开这个方法才进入。对程序性能要求不高的的情况下可以使用,仅仅比普通的单例模式多了一个关键字而已。

 

方法3:双重检查加锁法,使用volatile关键字,它确保了变量被初始化为实例时,多个线程能够正确地处理变量。这是个不错的选择,但是要注意不能用于java1.4及之前的java版本。在Android中是可以选择这样做的,因为一般我们选择的jdk都是1.5及以上的。

 

方法4:急切创建实例法,如果这个类的不大,负担不重,那么可以考虑直接在JVM加载的这个类的时候,直接就生成实例。

 

 

 

我将上面4种方法,写成一个Android上可以运行的demo,demo中有两个Activity,在这两个Activity中通过单例的调用方式都将单例的的地址打印出来。我们可以看见,它们在内存中的物理地址一样,则表明它们是同一个对象。

如图所示:

 

 

技术分享

 

 

 

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有兴趣的同学可以下载来看看:

 

https://github.com/michaelye/SingletonPattern

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