设计模式-单例模式

一. 单例模式概述

       单例模式（Singleton），也叫单件模式，是一种常用的设计模式。在应用这个模式时，单例对象的类必须保证只有一个实例存在。许多时候，整个系统只需要拥有一个的全局对象，这样有利于我们协调系统整体的行为。比如在某个服务器程序中，该服务器的配置信息存放在一个文件中，这些配置数据由一个单例对象统一读取，然后服务进程中的其他对象再通过这个单例对象获取这些配置信息，显然，这种方式简化了在复杂环境下的配置管理。

　　应用场景有，线程池、缓存、日志对象、对话框、打印机、显卡的驱动程序对象常被设计成单例。事实上，这些应用都或多或少具有资源管理器的功能。例如，每台计算机可以有若干个打印机，但只能有一个 Printer Spooler(单例) ，以避免两个打印作业同时输出到打印机中。再比如，每台计算机可以有若干通信端口，系统应当集中 (单例)管理这些通信端口，以避免一个通信端口同时被两个请求同时调用。总之，选择单例模式就是为了避免不一致状态，避免政出多头。

单例模式（Singleton的定义：单例模式就是为确保一个类只有一个实例，并为整个系统提供一个全局访问点的一种方法。

       单例模式分为懒汉模式和饿汉模式，饿汉模式是在加载类时就初始化有一个实例对象，懒汉模式，是把初始化实例延迟到使用时再初始化实例 。两个模式的比较，饿汉模式如果这个类一直不被使用，则会导致资源上的浪费，懒汉模式在实现时一定要考虑线程安全。

二、饿汉模式代码实现

package com.sun.wen.singleton;

/***
 * 饿汉单例模式实现
 *
 * @author swh
 *
 */
public class HungryManSingleton {

	// 声明一个类变量，类在加载时会初始化这个变量，这里是线程线程安全的，
	private static HungryManSingleton hungryManSingleton =  new HungryManSingleton();
	// 把构造器私有化禁止在外部获实例化一个对象
	private HungryManSingleton() {
	}
	// 提供唯一的一个全局访问点的一种方法。
	public static HungryManSingleton getInstance() {
		return hungryManSingleton;
	}
}

三、懒汉模式代码实现

package com.sun.wen.singleton;

/***
 * 懒汉单例模式实现
 * 
 * @author swh
 *
 */
public class SlackerSingleton {

	// 申明一个类变量单不初始化,这里声明为volatile是为了确保线程安全
	private static volatile SlackerSingleton slackerSingleton;
	// 把构造器私有化禁止在外部获实例化一个对象
	private SlackerSingleton() {
	}
	// 提供唯一的一个全局访问点的一种方法。
	public static SlackerSingleton getInstance() {
		if(slackerSingleton==null) {
			synchronized (SlackerSingleton.class) {
				slackerSingleton = new SlackerSingleton();
			}
		}
		return slackerSingleton;
	}
}

    这里把slackerSingleton声明为volatile是为了确保线程安全，为什么线程不安全原因如下：

slackerSingleton = new SlackerSingleton(); 这段代码分为三部、1、给变量分配内存，2、初始化对象、3、把对象赋值给变量。

但是对于第2部和第3步，是可能存在指令重排序的，即在这里if(slackerSingleton==null) 判断时可能会存在对象还没用初始化，但是已经变量已经引用这个对象了，最后返回了一个还有初始完成的对象。volatile变量则确保了多线程间的可见性。如果大家对volatile关键字不熟，推荐大家去看下《java并非编程与艺术》。

四、总结

单例模式优缺点

优点： 
     1. 提供了对唯一实例的受控访问。 
     2. 在系统内存中只存在一个对象，因此可以节约系统的资源，对于一些需要频繁创建和销毁的对象，使用单例模式无疑是提高了系统的性能。 
     3. 单例模式允许可变数目的实例。基于单例模式可以进行扩展，使用与控制单例对象相似的方法获得指定个数的实例对象，既节约了系统资源，又解决了由于单例对象共享过多有损性能的问题(自行提供指定数目实例对象的类可成为多例类) 
缺点： 
     1. 由于单例模式没有抽象层，所以扩展起来很难。 
     2. 单例类职责过重，在一定程度上违背了单一职责。因为单例类既提供了业务方法，又提供了创建对象的方法(工厂方法)，将对象的创建和对象本身的功能耦合在一起。 

 一般采用饿汉式，若对资源十分在意可以采用静态内部类，不建议采用懒汉。