设计模式杂谈 - 单例

单例模式是使用最为普遍的模式之一。它属于创建模式，确保系统中该类型的类只被实例化一次。 也许有误解，认为单例是在jvm进程中只有一个实例，其实是在同一个Classloader下面仅被实例化一次。Singleton通常用来表示本质上唯一的系统组件，比如文件系统，窗口管理器，系统全局的配置之类的。 在Java语言中，单例能带来一些好处： 1. 对于频繁使用的对象，可以省略创建对象所花费的时间，特别对于重量级的对象，可以节省很大的开销。 2. 有new操作的次数减少，对内存的使用频率也会有所降低，减轻GC的负担。 让我们来看单例的一些实现：

    实现方法(1):

     

 

Java代码   

1. public class Singleton {  
2.   
3.     private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();  
4.       
5.     private Singleton(){  
6.           
7.     }  
8.       
9.     public static Singleton getInstance(){  
10.         return INSTANCE;  
11.     }  
12.       
13. }  

   私有构造器仅被调用一次，由于没有公有的构造器，防止客户端实例化该对象。对于静态方法getInstance的调用都会返回同一个对象，final保证了引用不变。除非享有特权的客户端可以通过反射机制，借助AccessableObject.setAccessible方法调用私有构造器。

   这种实现比较简洁，但无法做到延迟加载，因为instance是static的，实例化之类加载的时候就发生了。如果单例的创建过程非常慢，耗费资源，就可以考虑lazy-initialize的方式。

 

Java代码   

1. public class Singleton {  
2.   
3.     private static Singleton INSTANCE = null;  
4.       
5.     private Singleton(){  
6.           
7.     }  
8.       
9.     public static  synchronized  Singleton getInstance(){  
10.         if(INSTANCE == null){  
11.             INSTANCE = new Singleton();  
12.         }  
13.         return INSTANCE;  
14.     }  
15.       
16. }  

    对于静态域INSTANCE,去掉了关键字final,并且初始值为null,确保系统启动时没有额外的负载，在getInstance判断是否没有实例化，如果没有则创建实例，这里给方法加上了synchronized关键字，防止多个线程同时判断到实例为空，创建多个实例。但同步关键可能也会引来性能问题。

   让我们看一下改进的版本：

  

Java代码   

1. public class Singleton {  
2.   
3.     private Singleton(){  
4.           
5.     }  
6.       
7.     private static class SingletonHolder{  
8.         private static Singleton INSTANCE = new Singleton();  
9.     }  
10.       
11.     public static  synchronized  Singleton getInstance(){  
12.         return SingletonHolder.INSTANCE;  
13.     }  
14.       
15. }  

 

    这种使用内部类的维护单例，确保只有SingletonHolder类被加载才会初始化，实例发生在加载时，对多线程友好。

    上面的情形没有考虑到序列化问题，当Singleton实现了Serilaizable接口时，在反序列化阶段可能由于反射机制创建多个实例。为防止这种意外可以加上readResolve函数：

   

Java代码   

1. private Object readResolve(){  
2.         return SingletonHolder.INSTANCE;  
3.     }  

  对于1.5以后的java版本，我们可以借助于单元素的枚举实现单例，如下：

  

Java代码   

1. public enum SingletonEnum {  
2.     INSTANCE("name");  
3.       
4.     private String name;  
5.       
6.     private SingletonEnum(String name){  
7.         this.name = name;  
8.     }  
9. }  

   这种实现极为简洁，无偿的提供序列化机制，不妨可以尝试这种方式。