創(chuàng)建模式之Singleton——單例模式

    設(shè)計(jì)系統(tǒng)時(shí)，通常希望控制對(duì)象的用法，防止用戶(hù)復(fù)制對(duì)象或建立新實(shí)例。例如，你可以使用它創(chuàng)建一個(gè)連接池，每次程序需要往數(shù)據(jù)庫(kù)中寫(xiě)入內(nèi)容時(shí)才創(chuàng)建一個(gè)新連接的做法并不明智；相反，一個(gè)或一組已經(jīng)在池中的連接就可以使用Singleton模式實(shí)例化。

        Singleton模式常常和工廠(chǎng)方法模式一同使用，創(chuàng)建一個(gè)系統(tǒng)級(jí)資源，使用這個(gè)資源的代碼并不知道它的特殊類(lèi)型。抽象窗口工具包（AWT）就是組合使用這兩個(gè)模式的典型例子。在GUI應(yīng)用程序中，對(duì)每個(gè)應(yīng)用程序?qū)嵗阋话阒恍枰粋€(gè)圖形元素的實(shí)例，如打印(Print)對(duì)話(huà)框或OK按鈕。

3、類(lèi)圖


4、單例模式的運(yùn)行機(jī)制
        Singleton是一個(gè)無(wú)法實(shí)例化的對(duì)象。這種設(shè)計(jì)模式暗示，在任何時(shí)候，只能由JVM創(chuàng)建一個(gè)Singleton（對(duì)象）實(shí)例。如果實(shí)例不存在，你通過(guò)創(chuàng)建類(lèi)的新實(shí)例的方法建立一個(gè)類(lèi)來(lái)執(zhí)行這個(gè)模式；如果存在類(lèi)的一個(gè)實(shí)例，就只會(huì)返回那個(gè)對(duì)象的一個(gè)引用。
    下面看看單例模式的幾種實(shí)現(xiàn)方式：
    
    方式1：
    

public class Singleton {

　　//注意構(gòu)造方法必須是私有的
      private Singleton(){}

　　//在自己內(nèi)部定義自己一個(gè)實(shí)例，是不是很奇怪？
　　//注意這是private 只供內(nèi)部調(diào)用

　　private static Singleton instance = new Singleton();

　　//這里提供了一個(gè)供外部訪(fǎng)問(wèn)本class的靜態(tài)方法，可以直接訪(fǎng)問(wèn)　　
　　public static Singleton getInstance() {
　　　　return instance; 　　
　　 } 
} 

    方式2：

public class Singleton { 
　　private static Singleton instance = null;

　　public static synchronized Singleton getInstance() {

　　    //這個(gè)方法比上面有所改進(jìn)，不用每次都進(jìn)行生成對(duì)象，只是第一次　　　 　
　　    //使用時(shí)生成實(shí)例！
　　    if (instance==null)
　　　　    instance＝new Singleton();
　　          return instance;
　　    } 
       }
} 

    方式2就是我們說(shuō)的：滯后初始化(Lazy Initialization)。為什么會(huì)有滯后初始化這種實(shí)現(xiàn)方式出現(xiàn)呢？我們可用看到在第一種實(shí)現(xiàn)方式中無(wú)法向單例模式的構(gòu)造方法傳遞參數(shù)，而使用滯后初始化的方式，我們可用在調(diào)用getInstance()方法的時(shí)候向方法中傳遞參數(shù)。

凡事有好處必然有壞處，滯后初始化的一個(gè)弊病就是在多線(xiàn)程或分布式的環(huán)境下有可能出現(xiàn)混亂：

    “有時(shí)在某些情況下，使用Singleton并不能達(dá)到Singleton的目的，如有多個(gè)Singleton對(duì)象同時(shí)被不同的類(lèi)裝入器裝載；在EJB這樣的分布式系統(tǒng)中使用也要注意這種情況，因?yàn)镋JB是跨服務(wù)器，跨JVM的。”　--摘自www.jdon.com-《GoF 23種設(shè)計(jì)模式解析》

    “在多線(xiàn)程環(huán)境下，我們無(wú)法保證一個(gè)方法能夠持續(xù)運(yùn)行到結(jié)束，其他線(xiàn)程的方法才開(kāi)始運(yùn)行。因而可能存在這樣一種情形：兩個(gè)線(xiàn)程幾乎同時(shí)嘗試初始化單例類(lèi)。假設(shè)第一個(gè)方法發(fā)現(xiàn)單例為空，而第二個(gè)方法在此刻開(kāi)始運(yùn)行，它也會(huì)發(fā)現(xiàn)該單例為空。接下來(lái)，這兩個(gè)方法都將對(duì)該單例進(jìn)行初始化。”  --摘自《Java設(shè)計(jì)模式》

    那么在多線(xiàn)程的環(huán)境下我們?cè)趺锤踩氖褂脝卫Ｊ侥兀?br />     
    方式3：
    《Java并發(fā)編程》一書(shū)建議使用屬于當(dāng)前類(lèi)的鎖進(jìn)行同步，代碼如下：

public class Singleton { 

    private static Singleton instance = null;
　  //注意這里的static非常重要，如果為對(duì)象變量則因?yàn)榇嬖诙喾菘截惗鸩坏较拗频淖饔?/span>
    private static Object classLock = Singleton.class; 
     public static Singleton getInstance() {
　　    //這個(gè)方法比上面有所改進(jìn)，不用每次都進(jìn)行生成對(duì)象，只是第一次使用時(shí)生成實(shí)例
          synchronized(classLock){
              if (instance==null)
　　　　      instance＝new Singleton();
　　            return instance;
　　        } 
          }　　    
     }
} 

    在第一個(gè)線(xiàn)程開(kāi)始滯后初始化的時(shí)候，如果有另一線(xiàn)程也準(zhǔn)備開(kāi)始初始化，這時(shí)候，第二個(gè)線(xiàn)程將停止執(zhí)行，等待獲取對(duì)象classLock的鎖。當(dāng)?shù)诙€(gè)線(xiàn)程獲取這個(gè)鎖并開(kāi)始執(zhí)行初始化的時(shí)候，它會(huì)發(fā)現(xiàn)該單例已不再為空(因?yàn)橹淮嬖谠擃?lèi)的唯有實(shí)例，我們可以使用單個(gè)靜態(tài)鎖)。
    
    或者：

public class Singleton
{
   private Singleton() {}  
   private static class SingletonHolder
   {
    private final static Singleton INSTANCE = new Singleton();
   }  
   public static Singleton getInstance()
   {
    return SingletonHolder.INSTANCE;
   }
}

    另一個(gè)解決辦法是在getInstance()方法聲明中添加synchronized關(guān)鍵字： 

public static synchronized Singleton getInstance()

 public Object clone() throws 

CloneNotSupportedException {

         throw new CloneNotSupportedException();

}

posted on 2008-05-28 16:57 云淡風(fēng)清 閱讀(741) 評(píng)論(0)  編輯  收藏 所屬分類(lèi): Design Patterns