一 : 设计模式 - 单件模式(singleton pattern) 详解

单件模式(singleton pattern) 详解（www.61k.com］

单件模式(singleton pattern): 确保一个类只有一个实例, 并提供一个全局访问点.

单价模式包括3个部分:私有构造器,静态变量,静态方法.

具体方法:

1.标准的单例模式:

/** * @time 2014.6.5 */package singleton;/** * @author C.L.Wang * */public class Singleton {private static Singleton uniqueInstance; //静态变量private Singleton() {} //私有构造函数public static Singleton getInstance() { //静态方法if (uniqueInstance == null)uniqueInstance = new Singleton();return uniqueInstance;}}

2. 考虑多线程的三种方法:

同步(synchronized)方法, 添加synchronized, 会导致性能下降, 每次调用示例, 都需要同步, 但是使用简单.

/** * @time 2014.6.5 */package singleton;/** * @author C.L.Wang * */public class Singleton {private static Singleton uniqueInstance; //静态变量private Singleton() {} //私有构造函数public static synchronized Singleton getInstance() { //静态方法if (uniqueInstance == null)uniqueInstance = new Singleton();return uniqueInstance;}}

急切(eagerly)方法, 开始时创建实例, 会在不需要时, 占用实例空间, 即占用空间时间过长.

/** * @time 2014.6.5 */package singleton;/** * @author C.L.Wang * */public class Singleton {private static Singleton uniqueInstance = new Singleton(); //静态变量private Singleton() {} //私有构造函数public static synchronized Singleton getInstance() { //静态方法//if (uniqueInstance == null)//uniqueInstance = new Singleton();return uniqueInstance;}}

双重检查加锁(double-checked locking)方法, 使用volatile和synchronized (Singleton.class), 减少时间消耗, 适用于java1.4以上版本.

/** * @time 2014.6.5 */package singleton;/** * @author C.L.Wang * */public class Singleton {private volatile static Singleton uniqueInstance; //静态变量private Singleton() {} //私有构造函数public static synchronized Singleton getInstance() { //静态方法if (uniqueInstance == null) {synchronized (Singleton.class) {if (uniqueInstance == null)uniqueInstance = new Singleton();}}return uniqueInstance;}}

3. 使用单件模式的例子:

代码:

/** * @time 2014.6.5 */package singleton;/** * @author C.L.Wang * */public class ChocolateBoiler { //巧克力锅炉private boolean empty;private boolean boiled;public static ChocolateBoiler uniqueInstance; //静态变量private ChocolateBoiler() { //私有构造函数empty = true;boiled = false;}public static ChocolateBoiler getInstance() { //静态方法if (uniqueInstance == null) uniqueInstance = new ChocolateBoiler();return uniqueInstance;}public void fill() { //填满if (isEmpty()) {empty = false;boiled = false;}}public void drain() { //倾倒if (!isEmpty() && isBoiled())empty = true;}public void boil() { //煮if (!isEmpty() && !isBoiled()) {boiled = true;}}public boolean isEmpty() {return empty;}public boolean isBoiled() {return boiled;}}

4.枚举单件(enum singleton)模式, 也可以保证线程安全.

代码:

/** * @time 2014.6.5 */package singleton;/** * @author C.L.Wang * */public class EnumSingleton {/** * @param args */public static void main(String[] args) {// TODO Auto-generated method stubeSingleton d1 = eSingleton.INSTANCE;d1.setName(Spike);eSingleton d2 = eSingleton.INSTANCE;d2.setName(Caroline);System.out.println(d1);System.out.println(d2);System.out.println(d1 == d2);}}enum eSingleton {INSTANCE;private String name;public String getName() {return name;}public void setName(String name) {this.name = name;}@Overridepublic String toString() {return [ + name + ];}}

输出:

[Caroline][Caroline]true

二 : 单一设计模式(Singleton)

什么是Singleton模式？

Sigleton模式的设计意图是：保证1个类只有1个对象实例，并提供1个访问对象实例的全局访问点。

如果我们想实现1个全局范围可见的对象以替代麻烦缠身的全局变量，那么最好的做法就是将数据封装在1个特殊的类中。这个严格管理数据的创建过程以保证数据的唯一性，同时不允许程序员随意创建该类的对象实例。虽然不能通过类的构造函数获得对象实例，但可以通过该类提供的静态成员函数得到该类唯一的对象实例的指针或引用。

Singleton模式和全局变量有什么区别：

全局变量的问题：

(1)变量名冲突：必须小心维护变量名规则，所有工程师在开发代码时，每遇到1个全局变量，都必须仔细分辨该变量究竟属于哪个模块、哪个程序。
(2)耦合度难题：全局变量实际上增加了函数与模块之间的耦合度。用通俗的话说，需要访问某个特定全局变量的多个［www.61k.com]函数被该变量牢牢地“粘结”在一起，成为拆不散的一团乱麻。
(3)单个实体问题：全局变量不能阻止程序员定义1个类的多个对象实例。如果没有其它技术手段帮助，保证1个类只有单个实例就全靠程序员的自觉。
(4)初始化顺序：全局变量不能保证相互之间遵循特定的初始化顺序，这完全由编译器决定。对于类的对象实例，构造函数被调用的顺序有时就显得非常重要。
(5)多线程访问：当多个并发的线程都需要访问某些全局变量时，我们必须使用各种同步机制，小心地保护这些全局变量，以免陷入并发冲突的泥潭。

singleton模式的优点：
1）跨平台：使用合适的中间件，可以把singleton模式扩展为跨多个JVM和多个计算机工作。
2）适用于任何类：只需把1个类的构造函数变成私有的，并且在其中增加相应的静态函数和变量，即可把这个类变成singleton。
3）可以透过派生创建：给定1个类，可以创建它的1个singleton之类。
4）延迟求值：如果singleton从未使用过，那么就决不会创建它。
singleton模式的代价 ：
1）摧毁方法未定义：没有好的方法去摧毁1个singleton，或者解除其职责。即使添加1个decommission方法把theInstance置为null，系统中的其他模块仍然持有对该singleton实例的应用。这样，随后对Instance方法的调用会创建另外1个实例，致使同时存在2个实例。这个问题在C++中尤为严重，应为实例可以被摧毁，可能会导致去提领1个已被摧毁的对象。
2）不能继承：从singleton类派生出来的类并不是singleton。如果要使其成为singleton，必须要增加所需的静态函数和变量。
3）效率问题：每次调用Instance方法都会执行if语句。就大多数调用而言，if语句是多余的。
4）不透明性：singleton的使用者知道它们正在使用1个singleton，因为它们必须要调用Instance方法。

Singleton模式示例代码：
class Singleton
{
private static Singleton _instance = null; // 静态对象，只初始化一次！
privateSingleton(){}//构造函数为private
public static Singleton Instance()
{
if(_instance==null) // 保证每次只能实例化1个对象

{
_instance=new Singleton();
return_instance;
}
}

}

运用singleton模式：
多个应用程序都需要打印log信息，比如向同1个控制台或者同1个文件输出。此时是需要用到单一模式的，在多个进程或线程中，只能生成1个类的对象实例。

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