单例模式

单例模式

概念：

java中单例模式是一种常见的设计模式，单例模式分三种饿汉式单例，懒汉式单例，登记式单例三种。
　　单例模式有一下特点：
　　1、单例类只能有一个实例。
　　2、单例类必须自己自己创建自己的唯一实例。
　　3、单例类必须给所有其他对象提供这一实例（返回出去）。

单例模式确保某个类只有一个实例，而且自行实例化并向整个系统提供这个实例。在计算机系统中，配置文件，工具类，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，如果创造出多个实例，就会导致许多问题，比如占用资源过多，不一致的结果。这些应用都或多或少具有资源管理器的功能。每台计算机可以有若干个打印机，但只能有一个Printer Spooler，以避免两个打印作业同时输出到打印机中。每台计算机可以有若干通信端口，系统应当集中管理这些通信端口，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。

首先看一个经典的单例实现。

public class Singleton { 

//私有     private static Singleton uniqueInstance = null;     //构造方法私有（Singleton通过将构造方法限定为private避免了类在外部被实例化）    private Singleton() {         // Exists only to defeat instantiation.      }     //在同一个虚拟机范围内，Singleton的唯一实例只能通过getInstance()方法访问。    public static Singleton getInstance() {         if (uniqueInstance == null) {             uniqueInstance = new Singleton();         }         return uniqueInstance;      }      // Other methods...  }  

但是以上实现没有考虑线程安全问题。所谓线程安全是指：如果你的代码所在的进程中有多个线程在同时运行，而这些线程可能会同时运行这段代码。如果每次运行结果和单线程运行的结果是一样的，而且其他的变量的值也和预期的是一样的，就是线程安全的。或者说：一个类或者程序所提供的接口对于线程来说是原子操作或者多个线程之间的切换不会导致该接口的执行结果存在二义性,也就是说我们不用考虑同步的问题。显然以上实现并不满足线程安全的要求，在并发环境下很可能出现多个Singleton实例。

案例：

package jason.single;    public class TestStream {      String name = null;        private static TestStream ts1 = null;          private TestStream() {      }     public static TestStream getTest() {          if (ts1 == null) {              ts1 = new TestStream();          }          return ts1;      }        public void printInfo() {          System.out.println("the name is " + name);      }        public String getName() {          return name;      }        public void setName(String name) {          this.name = name;      }  }  

package jason.single;    public class TMain {      public static void main(String[] args){          TestStream ts1 = TestStream.getTest();          ts1.setName("jason");          TestStream ts2 = TestStream.getTest();          ts2.setName("0539");                    ts1.printInfo();          ts2.printInfo();                    if(ts1 == ts2){              System.out.println("创建的是同一个实例");          }else{              System.out.println("创建的不是同一个实例");          }      }  }  

结论：

1.饿汉式单例类

//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;      }  }  

我们看创建类的唯一实例 使用的是static修饰。如果属性或者方法使用static修饰了，那么被修饰的方法或
 属性就会在类加载的时候去加载这个方法跟属性，所以java虚拟机在加载Singleton这个类的时候 就会去创建一个Singleton实  例，不管用户是否去调用它。我们称这种模式为饿汉模式。像没吃饱似的。

2.懒汉式单例类

//懒汉式单例类.在第一次调用的时候实例化   0public class Singleton2 {      //私有的默认构造子      private Singleton2() {}      //注意，这里没有final          private static Singleton2 single=null;      //静态工厂方法（加了同步锁）       public synchronized  static Singleton2 getInstance() {           if (single == null) {                 single = new Singleton2();           }            return single;      }  }  

 同学们看第二步，只是声明了一个实例，而没有去创建这个Singleton实例，而是当用户调用getInstance这个方法的时候去判断instance是否为空，如果为空才去创建Singleton实例。其实只有当第一个用户来获取Singleton实例的时候才会去创建Singleton实例，因为instance为空，之后的第二个第三个。。。都不会去创建Singleton实例，因为已经存在了。我们称这种模式为懒汉模式。 

懒汉模式跟饿汉模式的区别：
            饿汉模式的特点：加载类的时候比较慢。但运行时获取对象速度比较快。线程安全
            懒汉模式的特点：加载类的时候比较快。但是在运行时获取对象的速度比较慢 。线程不安全

3.登记式单例

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());      }  }