HeadFirst 设计模式笔记（五）—— 单例模式

singleton pattern

确保一个类只有一个实体，并提供一个全局访问点。这就是单例模式的功能。

典型的实现：

public class Singleton

{

private static Singleton uniqueS = null;

private Singleton(){} //将构造函数设为私有

public static Singleton getInstance()//用户必须使用此方法得到唯一的对象

{

if( uniqueS == null){uniqueS = new Singleton();}

else return uniqueS;

}

}

然而这种最基本的实现在使用多线程时可能出现同步问题，这一问题不是很容易察觉：如线程1执行完if( uniqueS == null)但是还没有执行实例化uniqueS；此时uniqueS仍为null，则线程2执行到if时也会进入实例化的程序块，如此一来我们就有了两个不同的对象！

有3种思路可以解决这一问题：

1. 把getInstance变为同步方法，即加入synchronized关键字：public static synchronized Singleton getInstance()；这样一来就不允许两个线程同时进入这一方法了。但实际上由于只有第一次调用时才需要同步，所以这种做法在之后的调用里变成了累赘，程序的执行效率可能下降100倍。
2. 如果创建此实例的负担不是很重，那么可以急切（eagerly）创建此对象，而不是延迟创建。直接在明时创建：private static Singleton uniqueS = new Singleton();
3. 双重加锁，只在当实例尚未创建时才进行同步。（java5以前的版本，volatile关键字会使双重加锁失效）

public class Singleton

{

private volatile static Singleton uniqueS = null;

private Singleton(){} //将构造函数设为私有

public static Singleton getInstance()//用户必须使用此方法得到唯一的对象

{

if( uniqueS == null)

{//只在当uniqueS未实例时才同步

synchronized(Singleton.class)

{

if( uniqueS == null)

uniqueS = new Singleton();

}

}

else return uniqueS;

}

}

关于volatile 关键字与synchronized关键字的区别：

线程安全涉及到两个方面，一个是程序的执行顺序问题，如上文所描述的问题，此时我们使用synchronized关键字来保证任何时候只有一个线程执行某段代码；另一个方面涉及到这一问题：变量的改变能否立刻影响到所有使用者。考虑到可能机器有多个cpu，每个cpu都有几层cache，每个线程操纵的都可能是一个拷贝，而不是变量的本体。使用volatile关键字可以强制线程每次在使用某一变量时都去读取最新的值，而不是使用缓存中的值。具体到例子中也就是，如果一个线程执行了uniqueS = new Singleton();那么在所有其他线程中uniqueS == null都立即为false。