單例模式：個(gè)人認(rèn)為這個(gè)是最簡單的一種設(shè)計(jì)模式，而且也是在我們開發(fā)中最常用的一個(gè)設(shè)計(jì)模式。

單例模式的意思就是只有一個(gè)實(shí)例。單例模式確保某一個(gè)類只有一個(gè)實(shí)例，而且自行實(shí)例化并向整個(gè)系統(tǒng)提供這個(gè)實(shí)例。這個(gè)類稱為單例類。我們前面學(xué)習(xí)的很多類都是單例的。比如最典型的就是Servlet類！Servlet類被設(shè)計(jì)成單例，被所有線程共享！

Java Singleton模式為我們提供了這樣實(shí)現(xiàn)的可能。使用Singleton的好處還在于可以節(jié)省內(nèi)存，因?yàn)樗拗屏藢?shí)例的個(gè)數(shù)，有利于Java垃圾回收（garbage collection）。

?單例模式也是一種比較常見的設(shè)計(jì)模式，它到底能帶給我們什么好處呢？其實(shí)無非是三個(gè)方面的作用：

??????? ?1、控制資源的使用，通過線程同步來控制資源的并發(fā)訪問；

???? 2、控制實(shí)例產(chǎn)生的數(shù)量，達(dá)到節(jié)約資源的目的。

?????3、作為通信媒介使用，也就是數(shù)據(jù)共享，它可以在不建立直接關(guān)聯(lián)的條件下，讓多個(gè)不相關(guān)的兩個(gè)線程或者進(jìn)程之間實(shí)現(xiàn)通信。

?

緩存、日志、創(chuàng)建比較耗時(shí)的往往可以設(shè)計(jì)成單例

?

單例模式主要點(diǎn)

　　1、私有的靜態(tài)屬性

　　2、私有的構(gòu)造方法

　　3、公共的創(chuàng)建接口

?

第一種（懶漢，線程不安全）：

?

Java代碼??

public?class?Singleton?{??

????private?static?Singleton?instance;??

????private?Singleton?(){}??

??

????public?static?Singleton?getInstance()?{??

????if?(instance?==?null)?{??

????????instance?=?new?Singleton();??

????}??

????return?instance;??

????}??

}??

?

?這種寫法lazy loading很明顯，但是致命的是在多線程不能正常工作。

第二種（懶漢，線程安全）：

?

Java代碼??

public?class?Singleton?{??

????private?static?Singleton?instance;??

????private?Singleton?(){}??

????public?static?synchronized?Singleton?getInstance()?{??

????if?(instance?==?null)?{??

????????instance?=?new?Singleton();??

????}??

????return?instance;??

????}??

}??

?

?這種寫法能夠在多線程中很好的工作，而且看起來它也具備很好的lazy loading，但是，遺憾的是，效率很低，99%情況下不需要同步。

第三種（餓漢）：

?

Java代碼??

public?class?Singleton?{??

????private?static?Singleton?instance?=?new?Singleton();??

????private?Singleton?(){}??

????public?static?Singleton?getInstance()?{??

????return?instance;??

????}??

}??

?

?這種方式基于classloder機(jī)制避免了多線程的同步問題，不過，instance在類裝載時(shí)就實(shí)例化，雖然導(dǎo)致類裝載的原因有很多種，在單例模式中大多數(shù)都是調(diào)用getInstance方法，?但是也不能確定有其他的方式（或者其他的靜態(tài)方法）導(dǎo)致類裝載，這時(shí)候初始化instance顯然沒有達(dá)到lazy loading的效果。

第四種（餓漢，變種）：

?

Java代碼??

public?class?Singleton?{??

????private?Singleton?instance?=?null;??

????static?{??

????instance?=?new?Singleton();??

????}??

????private?Singleton?(){}??

????public?static?Singleton?getInstance()?{??

????return?this.instance;??

????}??

}??

?

?表面上看起來差別挺大，其實(shí)更第三種方式差不多，都是在類初始化即實(shí)例化instance。

第五種（靜態(tài)內(nèi)部類）：

?

Java代碼??

public?class?Singleton?{??

????private?static?class?SingletonHolder?{??

????private?static?final?Singleton?INSTANCE?=?new?Singleton();??

????}??

????private?Singleton?(){}??

????public?static?final?Singleton?getInstance()?{??

????return?SingletonHolder.INSTANCE;??

????}??

}??

?

這種方式同樣利用了classloder的機(jī)制來保證初始化instance時(shí)只有一個(gè)線程，它跟第三種和第四種方式不同的是（很細(xì)微的差別）：第三種和第四種方式是只要Singleton類被裝載了，那么instance就會被實(shí)例化（沒有達(dá)到lazy loading效果），而這種方式是Singleton類被裝載了，instance不一定被初始化。因?yàn)镾ingletonHolder類沒有被主動使用，只有顯示通過調(diào)用getInstance方法時(shí)，才會顯示裝載SingletonHolder類，從而實(shí)例化instance。想象一下，如果實(shí)例化instance很消耗資源，我想讓他延遲加載，另外一方面，我不希望在Singleton類加載時(shí)就實(shí)例化，因?yàn)槲也荒艽_保Singleton類還可能在其他的地方被主動使用從而被加載，那么這個(gè)時(shí)候?qū)嵗痠nstance顯然是不合適的。這個(gè)時(shí)候，這種方式相比第三和第四種方式就顯得很合理。

第六種（枚舉）：

?

Java代碼??

public?enum?Singleton?{??

????INSTANCE;??

????public?void?whateverMethod()?{??

????}??

}??

?

?這種方式是Effective Java作者Josh Bloch 提倡的方式，它不僅能避免多線程同步問題，而且還能防止反序列化重新創(chuàng)建新的對象，可謂是很堅(jiān)強(qiáng)的壁壘啊，不過，個(gè)人認(rèn)為由于1.5中才加入enum特性，用這種方式寫不免讓人感覺生疏，在實(shí)際工作中，我也很少看見有人這么寫過。

第七種（雙重校驗(yàn)鎖）：

?

Java代碼??

public?class?Singleton?{??

????private?volatile?static?Singleton?singleton;??

????private?Singleton?(){}??

????public?static?Singleton?getSingleton()?{??

????if?(singleton?==?null)?{??

????????synchronized?(Singleton.class)?{??

????????if?(singleton?==?null)?{??

????????????singleton?=?new?Singleton();??

????????}??

????????}??

????}??

????return?singleton;??

????}??

}??

?

?這個(gè)是第二種方式的升級版，俗稱雙重檢查鎖定，詳細(xì)介紹請查看：http://www.ibm.com/developerworks/cn/java/j-dcl.html

在JDK1.5之后，雙重檢查鎖定才能夠正常達(dá)到單例效果。

?

總結(jié)

有兩個(gè)問題需要注意：

1.如果單例由不同的類裝載器裝入，那便有可能存在多個(gè)單例類的實(shí)例。假定不是遠(yuǎn)端存取，例如一些servlet容器對每個(gè)servlet使用完全不同的類裝載器，這樣的話如果有兩個(gè)servlet訪問一個(gè)單例類，它們就都會有各自的實(shí)例。

2.如果Singleton實(shí)現(xiàn)了java.io.Serializable接口，那么這個(gè)類的實(shí)例就可能被序列化和復(fù)原。不管怎樣，如果你序列化一個(gè)單例類的對象，接下來復(fù)原多個(gè)那個(gè)對象，那你就會有多個(gè)單例類的實(shí)例。

對第一個(gè)問題修復(fù)的辦法是：

?

Java代碼??

private?static?Class?getClass(String?classname)??????

?????????????????????????????????????????throws?ClassNotFoundException?{?????

??????ClassLoader?classLoader?=?Thread.currentThread().getContextClassLoader();?????

??????

??????if(classLoader?==?null)?????

?????????classLoader?=?Singleton.class.getClassLoader();?????

??????

??????return?(classLoader.loadClass(classname));?????

???}?????

}??

?對第二個(gè)問題修復(fù)的辦法是：

?

Java代碼??

public?class?Singleton?implements?java.io.Serializable?{?????

???public?static?Singleton?INSTANCE?=?new?Singleton();?????

??????

???protected?Singleton()?{?????

????????

???}?????

???private?Object?readResolve()?{?????

????????????return?INSTANCE;?????

??????}????

}???

?

對我來說，我比較喜歡第三種和第五種方式，簡單易懂，而且在JVM層實(shí)現(xiàn)了線程安全（如果不是多個(gè)類加載器環(huán)境），一般的情況下，我會使用第三種方式，只有在要明確實(shí)現(xiàn)lazy loading效果時(shí)才會使用第五種方式，另外，如果涉及到反序列化創(chuàng)建對象時(shí)我會試著使用枚舉的方式來實(shí)現(xiàn)單例，不過，我一直會保證我的程序是線程安全的，而且我永遠(yuǎn)不會使用第一種和第二種方式，如果有其他特殊的需求，我可能會使用第七種方式，畢竟，JDK1.5已經(jīng)沒有雙重檢查鎖定的問題了。

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總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的java设计模式之单例模式(七种方法)的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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