单例形式模式

JAVA单例模式的几种实现方法1.饿汉式单例类package pattern.singleton;//饿汉式单例类.在类初始化时，已经自行实例化 public class Singleton1 {    //私有的默认构造子    private Singleton1() {}    //已经自行实例化     private static final Singleton1 single = new Singleton1();    //静态工厂方法     public static Singleton1 getInstance() {        return single;    }}2.懒汉式单例类package pattern.singleton;//懒汉式单例类.在第一次调用的时候实例化 public class Singleton2 {    //私有的默认构造子    private Singleton2() {}        //注意，这里没有final        private static Singleton2 single;        //只实例化一次    static{        single = new Singleton2();    }        //静态工厂方法     public synchronized  static Singleton2 getInstance() {         if (single == null) {               single = new Singleton2();         }          return single;    }}        在上面给出懒汉式单例类实现里对静态工厂方法使用了同步化，以处理多线程环境。有些设计师在这里建议使用所谓的"双重检查成例".必须指出的是，"双重检查成例"不可以在Java 语言中使用。不十分熟悉的读者，可以看看后面给出的小节。 同样，由于构造子是私有的，因此，此类不能被继承。饿汉式单例类在自己被加载时就将自己实例化。即便加载器是静态的，在饿汉式单例类被加载时仍会将自己实例化。单从资源利用效率角度来讲，这个比懒汉式单例类稍差些。从速度和反应时间角度来讲，则比懒汉式单例类稍好些。然而，懒汉式单例类在实例化时，必须处 理好在多个线程同时首次引用此类时的访问限制问题，特别是当单例类作为资源控制器，在实例化时必然涉及资源初始化，而资源初始化很有可能耗费时间。这意味着出现多线程同时首次引用此类的机率变得较大。 　　饿汉式单例类可以在Java 语言内实现， 但不易在C++ 内实现，因为静态初始化在C++ 里没有固定的顺序，因而静态的m_instance 变量的初始化与类的加载顺序没有保证，可能会出问题。这就是为什么GoF 在提出单例类的概念时，举的例子是懒汉式的。他们的书影响之大，以致Java 语言中单例类的例子也大多是懒汉式的。实际上，本书认为饿汉式单例类更符合Java 语言本身的特点。3.登记式单例类.package pattern.singleton;import java.util.HashMap;import java.util.Map;//登记式单例类.//类似Spring里面的方法，将类名注册，下次从里面直接获取。public class Singleton3 {    private static Map<String,Singleton3> map = new HashMap<String,Singleton3>();    static{        Singleton3 single = new Singleton3();        map.put(single.getClass().getName(), single);    }        //保护的默认构造子    protected Singleton3(){}        //静态工厂方法,返还此类惟一的实例    public static Singleton3 getInstance(String name) {        if(name == null) {            name = Singleton3.class.getName();            System.out.println("name == null"+"--->name="+name);        }        if(map.get(name) == null) {            try {                map.put(name, (Singleton3) Class.forName(name).newInstance());            } catch (InstantiationException e) {                e.printStackTrace();            } catch (IllegalAccessException e) {                e.printStackTrace();            } catch (ClassNotFoundException e) {                e.printStackTrace();            }        }        return map.get(name);    }        //一个示意性的商业方法    public String about() {            return "Hello, I am RegSingleton.";        }        public static void main(String[] args) {        Singleton3 single3 = Singleton3.getInstance(null);        System.out.println(single3.about());    }}

饿汉式单例类
Java代码  
public class Singleton  
{  
    private Singleton(){  
      
    }  
  
    private static Singleton instance = new Singleton();  
  
    private static Singleton getInstance(){  
        return instance;  
    }  
}  
 饿汉式提前实例化，没有懒汉式中多线程问题，但不管我们是不是调用getInstance()都会存在一个实例在内存中
内部类式单例类
Java代码  
public class Singleton     
{        
        private Singleton(){     
         
    }     
    
    private class SingletonHoledr(){     
        private static Singleton instance = new Singleton();     
    }     
    
    private static Singleton getInstance(){     
        return SingletonHoledr.instance;     
    }     
}   
 
内部类式中，实现了延迟加载，只有我们调用了getInstance(),才会创建唯一的实例到内存中.并且也解决了懒汉式中多线程的问题.解决的方式是利用了Classloader的特性.
 
懒汉式单例类
Java代码  
public class Singleton     
{        
    private Singleton(){     
    
    }     
    
    private static Singleton instance;     
    public static Singleton getInstance(){     
        if(instance == null){     
            return instance = new Singleton();     
        }else{     
            return instance;     
        }     
    }     
}    
 
在懒汉式中，有线程A和B，当线程A运行到第8行时，跳到线程B，当B也运行到8行时，两个线程的instance都为空，这样就会生成两个实例。解决的办法是同步：
可以同步但是效率不高：
Java代码  
public class Singleton     
{        
    private Singleton(){     
    
    }     
    
    private static Singleton instance;     
    public static synchronized Singleton getInstance(){     
        if(instance == null){     
            return instance = new Singleton();     
        }else{     
            return instance;     
        }     
    }     
}    
 
这样写程序不会出错，因为整个getInstance是一个整体的"critical section"，但就是效率很不好，因为我们的目的其实只是在第一个初始化instance的时候需要locking(加锁)，而后面取用instance的时候，根本不需要线程同步。 于是聪明的人们想出了下面的做法：
双检锁写法： 
Java代码  
public class Singleton{  
  private static Singleton single;    //声明静态的单例对象的变量  
  private Singleton(){}    //私有构造方法   
    
  public static Singleton getSingle(){    //外部通过此方法可以获取对象    
    if(single == null){     
        synchronized (Singleton.class) {   //保证了同一时间只能只能有一个对象访问此同步块        
            if(single == null){      
                single = new Singleton();          
        }     
      }  
    }    
    return single;   //返回创建好的对象   
  }  
}  
 
 
思路很简单，就是我们只需要同步（synchronize）初始化instance的那部分代码从而使代码既正确又很有效率。 这就是所谓的“双检锁”机制（顾名思义）。 很可惜，这样的写法在很多平台和优化编译器上是错误的。 原因在于：instance = new Singleton()这行代码在不同编译器上的行为是无法预知的。一个优化编译器可以合法地如下实现instance = new Singleton(): 1. instance  = 给新的实体分配内存 2. 调用Singleton的构造函数来初始化instance的成员变量 现在想象一下有线程A和B在调用getInstance，线程A先进入，在执行到步骤1的时候被踢出了cpu。然后线程B进入，B看到的是instance  已经不是null了（内存已经分配），于是它开始放心地使用instance，但这个是错误的，因为在这一时刻，instance的成员变量还都是缺省值，A还没有来得及执行步骤2来完成instance的初始化。 当然编译器也可以这样实现： 1. temp = 分配内存 2. 调用temp的构造函数 3. instance = temp 如果编译器的行为是这样的话我们似乎就没有问题了，但事实却不是那么简单，因为我们无法知道某个编译器具体是怎么做的，因为在Java的memory model里对这个问题没有定义。 双检锁对于基础类型（比如int）适用。很显然吧，因为基础类型没有调用构造函数这一步。