一.單件模式是什么？

單件模式也被稱為單例模式，它的作用說白了就是為了確?！霸擃惖膶嵗挥幸粋€”

單件模式經常被用來管理資源敏感的對象，比如：數據庫連接對象、注冊表對象、線程池對象等等，這種對象如果同時存在多個的話就會造成各種不一致的麻煩（你總不希望發生數據庫重復連接的異常吧）

二.如何保證類的實例只有一個？

（這個問題看似簡單，但如果沒有接觸過單件模式的話，要自己想出來解決方案還是需要一些天賦的。。不信的話，可以試著想想。。）

1.類的實例可能只有一個嗎？貌似只要知道類名就可以隨便new了吧？

當然可以，知道類名的話，確實可以調用其構造方法來new實例，但是，注意一點：這個類必須要有公開的構造方法才能從外部new實例，不是嗎？

2.那就是說要保證類的實例只有一個的話，這個類不能有公開的構造方法，對吧？

沒錯，就是這樣，我們需要定義一個私有的構造方法

3.一個沒有公開構造方法的類能夠產生實例嗎？如果構造方法是private，那么只有該類的實例才能調用這個構造方法，同樣的要調用這個構造方法才能產生該類的實例。。這不是“雞生蛋，蛋生雞。?！钡膯栴}嗎？

用私有的構造方法當然可以生產實例，上面忽略了一點：并不是“只有該類的實例才能調用這個構造方法”

因為在該類內部就可以隨便調用這個私有的構造方法，并不需要創建任何實例

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有了上面的討論結果，我們就可以實現經典的單件模式了：

package SingletonPattern;/*** @author ayqy* 最經典的單件模式*/ public class Singleton {private static Singleton instance;//定義靜態實例變量/*** 定義私有構造方法，防止從外部new實例*/private Singleton(){//初始化操作}/*** 提供全局訪問點* @return 該類的實例*/public static Singleton getInstance(){if(instance == null)instance = new Singleton();return instance;}/** 其它有用的屬性和行為* 畢竟應用了單件模式的類仍然具有原本的功能* */ }

注意：一定要清楚最后一點，應用了單件模式的類并不應該喪失其原本的功能，千萬不能為了使用而使用

三.繼續思考我們的單件模式

我們的單件模式已經萬無一失了嗎？

不，它還存在很多問題，比如：

1.多線程環境下

2.多個class loader環境下

我們無法保證產生的實例只有一個，對吧？

但是作為一種成熟的設計模式，單件模式必須要能從容應對這些環境，所以，接下來我們將討論如何應對這些環境

四.多線程環境下的單件模式

如何在多線程環境下保證實例的唯一性？

很容易想到用synchronized關鍵字來保證線程安全，就像這樣：

/*** 提供全局訪問點* @return 該類的實例*/ public static synchronized Singleton getInstance(){if(instance == null)instance = new Singleton();return instance; }

我們把getInstance方法定義為同步方法就保證了不會有多個線程同時進入該方法，就不會產生不同的實例了

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但是上面的方法存在致命的問題：用synchronized關鍵字同步方法會極大的降低效率（同步一個方法甚至可能造成百倍的效率下降。。），這會拖垮我們的程序

有什么好的改進方法呢？

首先，上面的同步塊是整個getIntance方法，每次調用該方法都會強制進入同步機制，但仔細一想，我們只在第一此調用該方法時需要進行同步（第一次new對象），之后的調用直接返回new好的對象就好了

那么，我們的改進方案就是：用雙重加鎖實現只在第一次new對象時進行同步

package SingletonPattern;/*** @author ayqy* 多線程下的單件模式2——利用雙重加鎖保證只在實例化變量的時候進行同步*/ public class DoubleLockSingleton {private static volatile DoubleLockSingleton instance;//定義靜態實例變量/*** 定義私有構造方法，防止從外部new實例*/private DoubleLockSingleton(){//初始化操作}/*** 提供全局訪問點* @return 該類的實例*/public static DoubleLockSingleton getInstance(){if(instance == null)synchronized(DoubleLockSingleton.class){//進入同步塊if(instance == null)//再次判空instance = new DoubleLockSingleton();}return instance;}/** 其它有用的屬性和行為* 畢竟應用了單件模式的類仍然具有原本的功能* */ }

注意：雙重加鎖體現在volatile關鍵字（告訴編譯器，這個變量不能被保留副本，一旦發生變動就會強制寫回，避免了不一致）和synchronized修飾的同步塊

但要明白這樣做的代價，volatile關鍵字也會告訴編譯器，不要對該對象進行編譯優化

只看第一次new對象的過程的話，雙重加鎖的效率甚至要比同步方法更低，但在雙重加鎖方式在以后的調用中不再需要進行同步，所以長遠看來雙重加鎖的效率要高于同步方法

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有沒有一種方法不需要使用龜速的同步機制就能保證線程安全呢？如果有的話，絕對能夠大大提高效率，對吧？

當然有，這種方法叫做“急切初始化”（順便提一下，開篇提到的“經典單件模式”其實用了“延遲初始化”的方法。。很簡單，不必解釋），一起看看吧：

package SingletonPattern;/*** @author ayqy* 多線程環境下的單件模式——用“急切初始化”來保證線程安全*/ public class EagerlyInitSingleton {private static EagerlyInitSingleton instance = new EagerlyInitSingleton();//定義靜態實例變量，并在類加載的時候就進行初始化操作/*** 定義私有構造方法，防止從外部new實例*/private EagerlyInitSingleton(){//初始化操作}/*** 提供全局訪問點* @return 該類的實例*/public static synchronized EagerlyInitSingleton getInstance(){return instance;}/** 其它有用的屬性和行為* 畢竟應用了單件模式的類仍然具有原本的功能* */ }

額，這也能叫方法嗎？這么做貌似不和標準吧？

沒關系，這種方法自然有它的優點，比如：

1.效率很高，且線程安全

2.簡單易用，什么都不用考慮，甚至不用判斷

但其致命的缺點是：資源浪費問題，如果這個對象是一個巨大的極其耗費資源的對象，而我們在一開始就創建了它，卻遲遲沒有用到，這將是非常傷的。。

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上面提到了三種保證線程同步的方式，如何選擇必須要結合具體情況來定，應綜合考慮效率，資源利用等各個因素

五.多個class loader環境下的單件模式

如果存在多個類加載器，多個類加載器可能同時加載我們的單件類，從而產生多個實例

對于這種情況，我們可以顯式指定使用哪一個class loader來加載單件類，這樣就有效避免了上述問題

六.總結

應用單件模式可以保證對象的唯一性，但要注意單件模式的適用范圍

不應該濫用單件模式，因為畢竟需要管理的資源敏感對象不會很多

轉載于:https://www.cnblogs.com/ayqy/p/3962910.html

總結

以上是生活随笔為你收集整理的设计模式之单件模式（Singleton Pattern）的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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