JavaExplore

???????? 今天去jdon，看了它的設計研究欄目，bang有幾篇評論單例模式的文章，聲稱“Singleton is evil”（見http://www.jdon.com/jive/article.jsp?forum=91&thread=17578），并且引用幾篇外文頁面佐證自己的觀點，其中有一篇文章更是說，單例不僅不是一種模式，而是一種反模式。
??????? 下面我談談我對單例模式的看法。逐一分析單例模式的陷阱，幫助大家正確使用單例模式。
（1）?陷阱一：調用函數的性能瓶頸
??????? 在c++中，單例只有一種實現方式——LazySingleton, 實現如下(本文全部使用java代碼)：

LazySingleton將對象的初始化推遲到調用的時候。并且為了防止多線程環境下產生多個實例，使用synchronized關鍵字保證函數getInstance調用的線程安全。synchronized關鍵字的存在保證了只會產生一個對象，但也成了多線程環境下的性能瓶頸。一個多線程的程序，到了這里卻要排隊等候成了一個單線程式的執行流程，這在高并發環境下是不可容忍的。而c++中可以使用雙重檢查機制將這種性能問題僅僅限制在第一次構造對象的時候，而java中不可以使用雙重檢查機制。
????????但是java可以實現EagerSingleton，實現如下：

與LazySingleton相比，EagerSingleton將對象的初始化放到了類加載的時候。這樣就避免了synchronized關鍵字的性能瓶頸。
（2）陷阱二：訪問互斥共享資源
?????????EagerSingleton中訪問互斥資源也要考慮線程安全問題。下面看一個例子：
因為該類是單例，可能多線程并發訪問map，map非線程安全，需要加線程安全關鍵字，否則就掉入了訪問互斥資源的陷阱。
（3）陷阱三：非法邏輯陷阱
??????? 這種情況一般是濫用單例模式造成的，下面考慮一種濫用單例的情況。下面的代碼的作用是getValueByName后,馬上printValue即完成操作流程。

該類含有一私有屬性value，在多線程環境下不能保證value值的合理邏輯，一線程getValueByName后,馬上printValue，也有可能value的值已經被其他線程修改。這種情況就屬于單例模式的濫用，該類根本不適合做成單例。
??????? 消除非法邏輯的陷阱，可以通過將該類重構為純粹的行為類完成。重構后的代碼如下：

通過調用printName(String name)直接完成操作流程，將其中的私有屬性處理成過程式的參數傳遞，將該類修改成純粹的行為類。

??????? 含有私有屬性并且含有對它賦值操作的類并非都會調入該陷阱，構造函數里進行對私有屬性賦值不會引起非法邏輯，如下代碼

構造函數里不必要加線程安全關鍵字也可以保證線程安全，因為類加載器是線程安全的，EagerSingleton只會在類加載的時候實例化一次，這樣不會出現單例模式的線程不安全，也不會造成非法邏輯。
（4）陷阱四：單例陷阱的傳遞
??????? 當含有對象作為單例類的私有屬性時，陷阱不僅會出現在該類本身，還會傳遞到私有對象所在的類中?？慈缦麓a：

乍一看，代碼中除了構造函數對私有屬性進行了初始化操作，其他地方沒有對私有屬性的賦值，不會引起非法邏輯陷阱。其實這個賦值操作可能隱含在newClass.operationByNameAndReturnValue(String name)操作，只有保證了NewClass的operationByNameAndReturnValue操作不會對它的私有屬性賦值操作，才能保證真正的合理邏輯。同樣，只有保證NewClass的operationByNameAndReturnValue操作沒有掉入訪問互斥資源陷阱，才能真正保證EagerSingleton沒有掉入該陷阱。
??????? 消除該陷阱的方法：（1）類方法的名稱要合理，比如純粹的行為方法名：interprete,excute,operation之類的方法中就不該含有對私有屬性直接或者間接的賦值操作，每個方法的責任要明確。（2）單例類中盡量不要含有非單例類的實例作為私有屬性（容器類除外），一定要有類的實例作為私有屬性的時候，重新審視這個作為私有屬性的類，是不是也應該設計成單例類；或者保證對它的初始化賦值限制在構造函數內。