大话西游之设计模式_从猴王出世看singleton-优快云博客

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/myhc2014/article/details/49182699

本文讲述了《西游记》中猴王出世的故事，并以此为背景介绍了Singleton设计模式的实现方法及其应用场景。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

猴王出世

盘古开天辟地之后，天下分为四大部洲，在东胜神州傲来国的海边上有一个花果山，此山风景秀丽，美不胜收，又多桃树，遂成了猕猴的天堂。
花果山上有一块仙石，此石自天地开始便吸收天地灵气，慢慢周身生成360窍，开始呼吸，好像婴儿一样。终于有一天能量充满，从石头里蹦出来个灵胎，见风化为一个石猴，出来之后，眼里冒出两道神光，先拜天地，再拜四方，惊动的天上的玉皇大帝，之后石猴喝了人间的河水，把灵气压住，成了一个普通的石猴。石猴性格洒脱、好动、很快和猕猴们打成一片，吃饭、玩耍、睡觉都在一起，过着快快乐乐的生活。

故事梗概

有一座山，山上面有一块仙石，仙头里面有个灵胎，灵胎出世，变成石猴；
山上有很多桃树和猕猴群。
石猴加入到了猕猴群。

代码模拟

由于整个模拟过程，代码较多，请点击 http://download.youkuaiyun.com/detail/myhc2014/9194253 下载，代码中更加清晰的了解猴王出世故事的流程及代码模拟，也能清楚的了解到singleton的全部内容，里面还有其他模式哦。

关键代码

爱看西游的人都知道，整个西游中，一共有多少个孙悟空啊？
你的回答可能是这样的：
只有一个，天上地下只有一个……
实际上，大家想表达的是只有一个孙悟空。
大家都知道，在面向对象的语言中，一切都是对象，想生成一个对象，只要通过构造方法new一下即可，
那么，在代码中，如何保证只有一个孙悟空？
我是这么做到的：

public class StoneMonkey extends Lingtai implements IMonkey {

    /**
     * 花果山仙石内的灵胎所变的石猴，天地间只有一个
     */
    private static StoneMonkey stoneMonkey;

    private StoneMonkey(List<LingQi> lingQis) {
        super();
        System.out.println("石猴孕育完成");
    }

    /**
     * 单例
     * 
     * @return
     */
    public static synchronized StoneMonkey getStoneMonkey(List<LingQi> lingQis) {
        if (stoneMonkey == null) {
            stoneMonkey = new StoneMonkey(lingQis);
        }
        return stoneMonkey;
    }

您可能感觉没啥啊，这个看着没什么的代码，就能实现？
这个真的能实现，具体原因听我道来（采用苏格拉底诱导问答）。

问	答
构造方法private，外面能new对象吗？	不能
外面不能new对象，那么类内部能访问private构造方法吗?	能，但是即使创建了对象，外面也无法访问啊
如果通过对象调用的方式确实无法访问，但是别忘了，还有可以通过类来调用的方法哦	哦，是的，静态方法的确可以通过类直接进行访问
那么通过静态方法，调用能否解决私有构造方法类对象的创建问题？	恩，可以解决的
这样就完了吗？	应该可以了
是的，在单线程的应用中是可以了，但在多线程并发下呢？	…
synchronized/ lock 可以帮到你

好了，通过上面的对话式描述，对上文的代码是不是更清晰了？
其实啊，我用了一个非常简单的模式来实现这个功能——singleton。

singleton? 听着挺高级的，他到底是个什么东西？
让我们来一步一步的揭开他的神秘面纱

singleton

试用场景
当某个事情是独一无二的，整个代码运行环境中，不会在出现第二个对象的时候（如天上地下就一个孙悟空），就可以考虑使用singleton。
代码特点
2.1. 构造方法私有
只有构造方法是私有的情况下，其他类才不能直接调用该类的构造方法来创建对象，此条件是单例的基础。
2.2 开放静态获取类实例方法
在没有该类对象的情况下，为了让其他类能正常的获取到该类的对象，所以需要写一个public static 的方法，用于返回该类的对象/实例。
2.3 私有静态对象实例
为了保证静态方法能获取到实例对象，所需需要一个静态实例；
为了保证，外界只能通过开放的静态同步方法获取该实例，所以必须为private。
标准类图
后续补上
标准实现代码
singleton共有两种写法，饿汉式和懒汉式 singleton，懒汉式还可以进化为 Double-checked Locking ，上文中的代码仅仅是懒汉式singleton。
4.1 懒汉式：

最常用的一种实现方案

public class StoneMonkey extends Lingtai implements IMonkey {

    /**
     * 花果山仙石内的灵胎所变的石猴，天地间只有一个
     */
    private static StoneMonkey stoneMonkey;

    private StoneMonkey(List<LingQi> lingQis) {
        super();
        System.out.println("石猴孕育完成");
    }

    /**
     * 单例
     * 
     * @return
     */
    public static synchronized StoneMonkey getStoneMonkey(List<LingQi> lingQis) {
        if (stoneMonkey == null) {
            stoneMonkey = new StoneMonkey(lingQis);
        }
        return stoneMonkey;
    }

有些朋友可能会问，为啥在getStoneMonkey前加了一个synchronized ？
因为在多线程的应用里，不加 synchronized 可能会出现问题。
示例如下：
假设对 getStoneMonkey（）方法的两个调用几乎同时发生，这时候会发生什么?
1. 第一个线程检测实例是否存在，因为实例不存在，该线程执行创建第一个实例的代码部分（new StoneMonkey（lingQis））。
2. 然而，假设在实例化完成之前，另一个线程也来检测实例成员变量是否为null。因为第一个线程还什么都没有创建，实例成员变量仍然等于null，所以第二个线程也执行了创建一个对象的代码（new StoneMonkey（lingQis））。
3. 现在，两个线程都执行了 singleton对象的new操作，因此创建了两个对象。
影响可想而知（出现了多个孙悟空）！
为了解决这个问题，可以对整个获取实例对象方法加锁（synchronized）。

懒汉式构造对象特点：
在其他类调用“get实例对象方法”（如getStoneMonkey（List lingQis））的时候，在创建对象。
优点：由于在需要的时候，才实例化对象，故在不需要使用对象的时候，无没有必要的内存占用（相对于饿汉式）。
缺点: 由于在需要的时候，才实例化对象，故获“get实例对象方法”耗时长

4.2 Double-checked Locking

Double-checked Locking 只适用于多线程程序，如果在单线程的情况下，Double-checked Locking 是没有意义的（根本就不需要考虑多线程问题）。
鉴于懒汉式的创建方法中，synchronized 锁定了整个方法，而其他线程需要获取该对象时，必须等待。这将导致一个瓶颈。
为了解决这个瓶颈问题，采用双重校验的方式进行相应的解决。

public class StoneMonkey2 extends Lingtai implements IMonkey {

    /**
     * 花果山仙石内的灵胎所变的石猴，天地间只有一个
     */
    private static StoneMonkey2 stoneMonkey;

    private StoneMonkey2(List<LingQi> lingQis) {
        super();
        System.out.println("石猴孕育完成");
    }

    /**
     * 双重检测加锁
     * 
     * @return
     */
    public static StoneMonkey2 getStoneMonkey(List<LingQi> lingQis) {
        if (stoneMonkey == null) {
            synchronized (StoneMonkey2.class) {
                if (stoneMonkey == null) {
                    stoneMonkey = new StoneMonkey2(lingQis);
                }
            }
        }
        return stoneMonkey;
    }

特点：在创建对象前，添加一次检查，避免不必要的锁定

4.3 饿汉式

public class StoneMonkey3 extends Lingtai implements IMonkey {

    /**
     * 花果山仙石内的灵胎所变的石猴，天地间只有一个
     */
    private static StoneMonkey3 stoneMonkey = new StoneMonkey3();;

    private StoneMonkey3() {
        super();
        System.out.println("石猴孕育完成，没有吸收灵气");
    }

    /**
     * 饿汉式
     * 
     * @return
     */
    public static StoneMonkey3 getStoneMonkey(List<LingQi> lingQis) {
        return stoneMonkey;
    }