JAVA--单例模式(Singleton)--设计模式三

1，单例模式的概述：

           (1)单例对象是一种常用的设计模式，在java应用中，单例对象能保证在一个

JVM中，该对象只有一个实例存在，这样的模式有几个好处：

           ①某些类创建比较频繁，对于一些大型的对象，这是一笔很大的开销

           ②省去了new操作符，降低了系统内存的使用频率，减轻GC压力

           ③有些类如交易所的核心交易系统，控制着交易流程，如果该类可以创建

多个的话，系统完全乱了，(比如一个军队出现了多个司令员同时指挥，肯定会乱成

一团)，所以只有使用单例模式，才能保证核心交易服务器独立控制整个流程。

         

       (2)具体步骤：

           ①单例模式中的饿汉式：

②下面这段代码是单例模式中的懒汉式：

这个类可以满足基本要求，但是，像这样毫无线程安全保护的类，如果我们把他

放到多线程的环境下，肯定是会出问题的，如何解决？我们首先会想到对getInstance

方法加 synchronized 关键字，如下：

但是，synchronized 关键字锁住的是这个对象，这样的用法，在性能上会有所

下降，因为每次调用getInstance()，都要对对象上锁，事实上，只有第一次创建

对象的时候需要加锁，之后就不需要了，所以，这个地方需要改进，我们修改成

一下这个：

似乎解决了之前提到的问题，将synchronized 关键字加在了内部，也就是说当调用

的时候是不需要加锁的，性能有了一定的提升，但是，这样的情况，还是有可能有

问题，看下面的情况：

      在java指令中创建对象和赋值操作是分开进行的，也就是说instance = 

new singleton(); 语句是分两部执行的，但是JVM并不保证这两个操作的先后顺序，

也就是说有可能JVM会为新的singleton实例分配空间，然后直接赋值给instance

成员，然后再去初始化这个singleton实例，这样就可能出错了，我们以A、B两个

线程为例：

     a > A、B线程同时进入了第一个 if 判断

     b > A 首先进入synchronized 块，由于 instance 为 null ，所以它执行instance

= new singleton();

     c > 由于JVM 内部的优化机制，JVM 先画出了一些分配给 singleton 实例的

空白内存，并赋值给 instance 成员（注意此时 JVM 没有开始初始化这个实例），

然后A离开了 synchronized  块

     d > B 进入 synchronized 块，由于instance此时不是null，因此它马上离开了

synchronized块并将结果返回给调用该方法的程序

     e > 此时B线程打算使用singleton实例，却发现它没有被初始化，于是错误发生了

，所以程序还是有可能发生错误，其实程序在运行过程是很复杂的，从这点我们可以

看出，尤其是在写多线程的环境下的程序更有难度，有挑战性，我们对程序做了进

一步优化：

实际情况是，单例模式使用内部类来维护单例的实现，JVM内部的机制能够保证

当一个类被加载的时候，这个类的加载过程是线程互斥的，这样当我们第一次调用

getinstance的时候，JVM能够帮助我们保证instance只被创建一次，并且会保证把

赋值给instance的内存初始化完毕，这样我们就不用担心上面的问题，同时该方法

也只会在第一次调用的时候使用互斥机制，这样就解决了性能问题，这样我们暂时

总结一个完美的单例模式：  

 其实说它完美，也不一定，如果在构造函数中抛出异常，实例将永远得不到创建

，也会出错，所以说，十分完美的东西是没有的，我们只能根据实际情况，选择最

适合自己应用场景的实现方法，也有人这样实现，因为我们只需要在创建类的时候

进行同步，所以只要将创建和getInstance分开，单独为创建加上synchronized

关键字，也是可以的：

考虑性能的话，整个程序只需创建一次实例，所以性能不会有什么影响

    补充：采用“影子实例”的办法为单例对象的属性同步更新

2，总结：

           (1)单例模式理解起来简单，但是具体实现起来还是有一定的难度

       (2)synchronized关键字锁定的是对象，在用的时候，一定要早恰当的地方用

（注意需要使用锁的对象和过程，可能有的时候并不是整个对象及整个过程都需要

锁），到这里，单例模式基本完成，但是还有一个问题，就是采用类的静态方法，

实现单例模式的效果，也是可行的，此处二者有什么不同？

      ①首先，静态类不能实现接口（从类的角度是可以的，但是那样就破坏了静态了，因为接口中不允许有static修饰的方法，所以即使实现了也是非静态的）

      ②其次，单例可以被延迟初始化，静态类一般在第一次加在是初始化，之所以

延迟加载，是因为有些类比较庞大，所以延迟加载有助于提高性能

      ③再次，单例类可以被继承，它的方法可以被复写，但是静态类内部方法都是static

，无法被复写

      ④最后，单例类比较灵活，毕竟从实现上只是一个不同的java类，只要满足单例的

基本需求，你就可以在里面随心所欲的实现一些其他的功能，但是静态类不行，从上面

这些概括中，基本可以看出二者的区别，但是，从另一方面讲，我们上面最后实现的那个单例模式，内部就是用一个静态类来实现的，所以，二者有很大的关联，只是我们

考虑问题的层面不一样了，两种思想的结合，才能造就出完美的解决方案，就像

HashMap采用数组+链表来实现一样

3，静态代码块写单例：

    (1)通过静态代码块加载，静态代码块只执行一次，这样就保证了内存中只有一个对象