关于Java中的单例模式

--------------------------- 题记

查了很多资料，然后汇总总结了一篇单例模式的文章。

--------------------------- 查询的相关博客资料

单例模式-内部类：

http://blog.sina.com.cn/s/blog_6d2890600101gb8x.html

http://blog.sina.com.cn/s/blog_765e27790101ab8x.html

http://blog.youkuaiyun.com/shutear/article/details/8038847

 

Synchronized：

http://zhangjunhd.blog.51cto.com/113473/70300

http://hi.baidu.com/jiangyangw3r/item/a3d53ed6bb72b21e20e2504c

 

单例模式：

http://www.cnblogs.com/coffee/archive/2011/12/05/inside-java-singleton.html

http://blog.sina.com.cn/s/blog_75247c770100yxpb.html

http://blog.youkuaiyun.com/wutianyin222/article/details/7911829

--------------------------- 单例模式

有些时候，允许自由创建某个类的实例没有意义，还可能造成系统性能下降（因为创建对象锁带来的系统开销问题）。

使用单例模式的三个条件

◇ 使用private修饰该类的构造方法。

◇ 提供一个public static的公共静态方法作为该类的访问点。

◇ 必须缓存已创建的对象，使用private static私有静态成员变量类缓存。

使用代理模式的两个优势

◇ 减少创建Java实例所带来的系统开销。

◇ 便于系统跟踪单个Java实例的生命周期、实例状态等。

单例一：预加载

优点：线程安全，线程同时访问无性能下降问题。

缺点：加载类就创建对象，如果长期不使用，就导致资源浪费。

package test;

public class Singleton {
	//静态缓存点
	private static Singleton singleton = new Singleton();
	
	//私有构造方法
	private Singleton() {}
	
	//静态访问点
	public static Singleton getInstance() {

		return singleton;
	}
	
}

单例二：延迟加载（同步方法锁）

优点：延迟加载，按需分配内存，线程安全（懒汉模式）。

缺点：多线程访问时，性能降低。

package test;

public class Singleton {
	//静态缓存点
	private static Singleton singleton;
	
	//私有构造方法
	private Singleton() {}
	
	//静态访问点
	public synchronized static Singleton getInstance() {//给方法上锁，不同线程不能同时进入该方法
		if (singleton == null) singleton = new Singleton();
		
		return singleton;
	}
	
}

注：对static方法使用synchronized时，加锁的对象为SingletonDemo.class，这个是线程安全的。如果对于成员方法（没有static修饰），加锁的对象为SingletonDemo.this，如果其他线程该类的其他对象访问该方法，synchronized对它是无效的，因为是对象锁，锁的是本对象其他线程对于该方法的访问。

单例三：延迟加载（双重检查锁）

优点：延迟加载，按需分配内存，线程安全（懒汉模式）。

缺点：第一次线程同时访问时性能下降。

package test;

public class Singleton {
	//静态缓存点
	private static Singleton singleton;
	
	//私有构造方法
	private Singleton() {}
	
	//静态访问点
	public static Singleton getInstance() {
		if (singleton == null)
			synchronized (Singleton.class) {//给该类上锁，不同线程不能同时进入该类同步块
				if (singleton == null) singleton = new Singleton();
			}
		
		return singleton;
	}
	
}

注：如代码所示，此代码如果有成员变量需要对外访问，那么需要加入volatile关键字修饰对应的对象。若没有该关键字，则获取到的该成员变量不准确，该单例是个不健康的单例模式。若使用该关键字，则性能会降低，少了JVM的代码优化功能（具体看博客分析）。

单例四：延迟加载（内部类）

package test;

public class Singleton {
	private static class SingletonHolder {
		//静态缓存点
		private static Singleton singleton = new Singleton();
	}
	
	//私有构造方法
	private Singleton() {}
	
	//静态访问点
	public static Singleton getInstance() {
		
		return SingletonHolder.singleton;
	}

}

注：因为java机制规定，内部类SingletonHolder只有在getInstance方法第一次调用的时候才会被加载（实现了lazy），而且其加载过程是线程安全的（JVM实现线程安全）。内部类加载的时候实例化一次singleton。

单例模式举例

◇ Servlet工作流程图如下：

 

 

那么在整个过程中，首先是容器接受请求，再把所有请求发送给dispatch中转站，中转站解析请求之后，根据请求的信息来调用不同的servlet，在调用servlet的时候使用多线程来代替多进程，从而提高性能。

在这过程中，有两个地方是单例，第一个是Dispatch类是个单例模式，第二个是Servlet容器，是个容器类型的单例。

◇ Servlet中的单例：

● Dispatch：标准的单例模式。

● Servlet容器：使用Map<String, Object>缓存的单例模式。

单例模式与工厂模式的结合举例

package test;

public class Singleton {
	//静态缓存点
	private static Singleton singleton;
	
	//私有构造方法
	private Singleton() {}
	
	//静态访问点（工厂）
	public static Singleton factory(String className) {
		if (singleton == null)
			synchronized (Singleton.class) {
				try {
					if (singleton == null) 
						singleton = (Singleton) Class.forName(className).newInstance();
				} catch (Exception e) {
					e.printStackTrace();
				}
			}
		
		return singleton;
	}

}