java 设计模式 其一 单例模式

单例模式

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http://www.blogjava.net/kenzhh/archive/2013/03/15/357824.html

有的时候，我们在全局中，为了不制造多个实例，避免一些资源问题的产生，只需要实例一次类的对象，用于：线程池、缓存、对话框、处理偏好设置和注册表对象、日志对象、驱动程序等等。

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一

那我们要如何控制类只能实例化一个对象？
不妨看看我们平时是怎么使用类进行实例化的

public class Person{}Person p = new Person();

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二

但是现在，说好的是要用单例模式，就要有所不同。
我们要达到的效果是：通过某种方法，只能实例化一次对象。那么根据以往所学到知识，static关键字可以满足这一目的（由于static修饰的方法，不依赖任何对象就可以访问，static是类的一部分）

//通过静态方法实现实例化对象public class Person{    private static Person p;    public static Person getInstance(){        return p = new Person();    }}//这样我们创建对象的时候，通过类静态方法获取实例Person p = Person.getInstance();

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三

等等，好像有什么不对。
没错，这样，你依旧能够使用无参构造器去创建一个对象，或许我们可以修改无参构造器来禁止创建对象。

public class Person{    //私有无参构造器禁止创建对象。    private Person(){};    private static Person p;    public static Person getInstance(){        return p = new Person();    }}

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四

当然，如果这个对象是被创建了的，我们可以使用lazy loading，以防止在线程中创建了还再创建一次

//第一种 懒汉，线程不安全public class Person{    private Person(){};    private static Person p;    public static Person getInstance(){        //存在对象时，禁止创建对象        if(p==null)            p = new Person()        return p;    }}

初步就构建好了一个单例的例子了。

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五

实际开发中，这往往不能满足我们的要求。如果遇到多线程怎么办？或许能上锁改装改装..

//第二种 懒汉，线程安全public class Person{    //无参构造器来禁止创建对象。    private Person(){};    private static Person p;    public static synchronized Person getInstance(){        if(p==null)            p = new Person()        return p;    }}

看起来貌似不错，但是实际上效率却很低，我们要拿到锁去调用方法。
有没有方法不加锁的呢？

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六

在1.5 之后 我们可以通过下面的方式加锁。

//第三种 双重加锁校验public class Person{    private Person(){};    private volatile  static Person p;    //移除方法同步锁    public static Person getInstance(){        if(p==null)        //如果为空，去拿锁，拿锁的过程需要等待，可能会在这个过程产生实例            synchronized(Person.class){            //拿锁之后，再次判断对象是否被创建            if(p==null)                p = new Person()            }        return p;    }}

这样总算大工告成了。这样就能安心在多线程中得到单例对象了。

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七

什么？你觉得代码太烦。或许你能试试下面的方法

//第四种 饿汉public class Person{    private Person(){};    //利用classloder机制 避免多线程的同步问题。    private static Person p =new Person();    public static Person getInstance(){        return p;    }}

但是这种方法在类装载时进行实例化，虽然多少情况下是调用getInstance方法，不过不能排除有其他的静态的方法导致类装载，这个时候就没有达到 Lazy loading的效果。

PS：什么？你问我什么是“利用classloder机制 避免多线程的同步问题”?
好吧，根据《深入理解java虚拟机》中，大致是说，虚拟机会保证类的静态方法实例在多线程中正确地加锁、 同步，保证只有一个类能对其进行操作。所以可以使用上面的说法

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八

所以有了下面使用静态内部类的方式

//第五种 静态内部类public class Person{    private Person(){};    //静态内部类    private static final PersonHolder{        private static final Person pInstance =new Person();    }    public static Person getInstance(){        return PersonHolder.pInstance;    }}

相比第四种 饿汉加载模式，这种即时在类被装载的时候，pInstance 也不一定初始化，因为PersonHolder没有被主动使用，只有显示的通过调用的getInstance方法，才会去装载 PersonHolder类，从而实例化 instance。

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九

当然还有另外一种方式 《Effective java》 大佬 Josh Bloch 提倡，它不仅能避免多线程同步问题，而且还能防止反序列化重新创建新的对象，可谓是很坚强的壁垒。（只是实际中很少人有这么写）

//第六种 枚举方式class Resource{}public enum SomeThing {    INSTANCE;    private Resource instance;    SomeThing() {        instance = new Resource();    }    public Resource getInstance() {        return instance;    }}//当要实例化的时候，只需要Resource r = SomeThing.INSTANCE.getInstance();

为什么说这样的单例能被保证？
枚举的构造方法是私有的，在我们在访问枚举实例时会执行构造方法，
同时每个枚举的实例都是 static finla 类型的，也就表明只能被实例化一次。在调用构造方法时，enum中的实例被保证实只会被例化一次。所以我们的INSTANCE也被保证实例化一次。
枚举还提供了序列化机制

public abstract class Enum<E extends Enum<E>> implements Comparable<E>,Serializable

十
有两个问题需要注意：
1、如果单例由不同的类装载器装入，那便有可能存在多个单例类的实例。假定不是远端存取，例如一些servlet容器对每个servlet使用完全不同的类 装载器，这样的话如果有两个servlet访问一个单例类，它们就都会有各自的实例。

解决方式

private static Class getClass(String classname) throws ClassNotFoundException {           ClassLoader classLoader = Thread.currentThread().getContextClassLoader();          if(classLoader == null)               classLoader = Singleton.class.getClassLoader();            return (classLoader.loadClass(classname));        }      }  

2、如果Singleton实现了java.io.Serializable接口，那么这个类的实例就可能被序列化和复原。不管怎样，如果你序列化一个单例类的对象，接下来复原多个那个对象，那你就会有多个单例类的实例

解决方式

public class Singleton implements java.io.Serializable {           public static Singleton INSTANCE = new Singleton();           protected Singleton() {           }           private Object readResolve() {               return INSTANCE;           }    }   

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最后

日常使用中，可以使用 第三种 和 第五种 ，第六种还没见人用过
（笔者代码看得太少的缘故吧，请多多指教啦 ╮(╯▽╰)╭ ）