Java设计模式之《单例模式》

本文参考自Java设计模式之《单例模式》

查看原文: 原文地址

      所谓单例，指的就是单实例，有且仅有一个类实例，这个单例不应该由人来控制，而应该由代码来限制，强制单例。

　　单例有其独有的使用场景，一般是对于那些业务逻辑上限定不能多例只能单例的情况，例如：类似于计数器之类的存在，一般都需要使用一个实例来进行记录，若多例计数则会不准确。

　　其实单例就是那些很明显的使用场合，没有之前学习的那些模式所使用的复杂场景，只要你需要使用单例，那你就使用单例，简单易理解。

　　所以我认为有关单例模式的重点不在于场景，而在于如何使用。

1、常见的单例模式有两种创建方式：懒汉式与饿汉式

（1）懒汉式

　　何为懒？顾名思义，就是不做事，这里也是同义，懒汉式就是不在系统加载时就创建类的单例，而是在第一次使用实例的时候再创建。

详见下方代码示例：

public class LHanDanli {
    //定义一个私有类变量来存放单例，私有的目的是指外部无法直接获取这个变量，而要使用提供的公共方法来获取
    private static LHanDanli dl = null;
    //定义私有构造器，表示只在类内部使用，亦指单例的实例只能在单例类内部创建
    private LHanDanli(){}
    //定义一个公共的公开的方法来返回该类的实例，由于是懒汉式，需要在第一次使用时生成实例，所以为了线程安全，使用synchronized关键字来确保只会生成单例
    public static synchronized LHanDanli getInstance(){
        if(dl == null){
            dl = new LHanDanli();
        }
        return dl;
    }
}

上述代码中的一次锁住了一个方法， 这个粒度有点大 ，改进就是只锁住其中的new语句就OK。就是所谓的“双重锁”机制。

（2）饿汉式

　　又何为饿？饿者，饥不择食；但凡有食，必急食之。此处同义：在加载类的时候就会创建类的单例，并保存在类中。

详见下方代码示例：

public class EHanDanli {
    //此处定义类变量实例并直接实例化，在类加载的时候就完成了实例化并保存在类中
    private static EHanDanli dl = new EHanDanli();
    //定义无参构造器，用于单例实例
    private EHanDanli(){}
    //定义公开方法，返回已创建的单例
    public static EHanDanli getInstance(){
        return dl;
    }
}

2、双重加锁机制

　　何为双重加锁机制？

　　在懒汉式实现单例模式的代码中，有使用synchronized关键字来同步获取实例，保证单例的唯一性，但是上面的代码在每一次执行时都要进行同步和判断，无疑会拖慢速度，使用双重加锁机制正好可以解决这个问题：

public class SLHanDanli {
    private static volatile SLHanDanli dl = null;
    private SLHanDanli(){}
    public static SLHanDanli getInstance(){
        if(dl == null){
            synchronized (SLHanDanli.class) {
                if(dl == null){
                    dl = new SLHanDanli();
                }
            }
        }
        return dl;
    }
}

关于锁内部的第二重空判断的作用，当多个线程一起到达锁位置时，进行锁竞争，其中一个线程获取锁，如果是第一次进入则dl为null，会进行单例对象的创建，完成后释放锁，其他线程获取锁后就会被空判断拦截，直接返回已创建的单例对象。

3、类级内部类方式

　　饿汉式会占用较多的空间，因为其在类加载时就会完成实例化，而懒汉式又存在执行速率慢的情况，双重加锁机制呢？又有执行效率差的毛病，有没有一种完美的方式可以规避这些毛病呢？

　　貌似有的，就是使用类级内部类结合多线程默认同步锁，同时实现延迟加载和线程安全。

public class ClassInnerClassDanli {
    public static class DanliHolder{
        private static ClassInnerClassDanli dl = new ClassInnerClassDanli();
    }
    private ClassInnerClassDanli(){}
    public static ClassInnerClassDanli getInstance(){
        return DanliHolder.dl;
    }
}

如上代码，所谓类级内部类，就是静态内部类，这种内部类与其外部类之间并没有从属关系，加载外部类的时候，并不会同时加载其静态内部类，只有在发生调用的时候才会进行加载，加载的时候就会创建单例实例并返回，有效实现了懒加载（延迟加载），至于同步问题，我们采用和饿汉式同样的静态初始化器的方式，借助JVM来实现线程安全。

　　其实使用静态初始化器的方式会在类加载时创建类的实例，但是我们将实例的创建显式放置在静态内部类中，它会导致在外部类加载时不进行实例创建，这样就能实现我们的双重目的：延迟加载和线程安全。

4、使用场景

　　在Spring中创建的Bean实例默认都是单例模式存在的。日志文件，应用配置都是单例模式存在的。

转自http://www.cnblogs.com/V1haoge/p/6510196.html