最简单的设计模式--单例模式

　　我看的设计模式书是《Head First设计模式》，我决定不按照书上的章节顺序做笔记，按照我认为的容易理解程度从易到难来写。

　　一、单例模式的定义

　　单例模式（Singleton Pattern）：确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。

　　二、实例说明

　　有一些对象其实我们只需要一个，例如：线程池（threadpool）、缓存（cache）、对话框、处理器偏好设置和注册表（registry）的对象、日志对象等。

　　2.1 一个最简单的经典单例模式代码

　　我们可以用Java的静态变量来坐到这一点，但事静态全局变量在程序一开始就被创建好对象，如果这个对象非常耗费资源，而程序在这次执行过程中又一次没用到它，就形成浪费。

经典的单例模式代码：

public class Singleton {
    private static Singleton uniqueInstance;
    private Singleton(){}//构造器声明为私有，只有类内才可以调用构造器
    public static Singleton getInstance(){
        if(uniqueInstance==null){
            uniqueInstance=new Singleton();
        }
        return uniqueInstance;
    }
}

 

　　别的类用要用这个类的对象的话，就通过Singleton.getInstance()来获取，if判断而且确保了这个类只有一个实例化的对象。这样似乎都一切正常了。不过实际项目中，肯定会有多线程的场景，那样就可能产出两个实例。例如这里有两个线程，线程1运行到上述代码第5行时候，new 一个对象，假如此刻线程2也进入5行，发现此时uniqueInstance为null，它也new 一个对象，那么就产生了两个实例化对象了。所以，要在第4行上面加上synchronized，这样就保证了不会存在两个线程同时进入到getInstance方法。

　　2.2改善多线程

　　在2.1中我们说过在getInstance方法加入synchronized关键字来解决多线程会实例化多个对象的问题，它也存在一些问题：

　　1）同步会降低性能；

　　2）更严重的是：上述代码只要第一次执行getInstance方法时，才真正需要同步。换句话说，一旦设置好uniqueInstance变量，就不再需要同步这个方法了。之后每次调用这个方法，同步都是一种累赘。

　　下面给出解决三种解决方案：

　　2.2.1 如果getInstance()的性能对应用程序不是很关键，就什么都别做

　　 没错，就是这么直接！当然，如果getInstance()在程序中频繁的运行，那就得重新设计了。

　　2.2.2 使用“急切”创建实例，而不用延迟实例化的做法

　　如果程序总是会创建并使用到这个单例类，或者创建这个单例类的实例不繁重，可以急切的创建此单例：

public class Singleton {
    private static Singleton uniqueInstance=new Singleton();//在静态初始化中创建单例
    private Singleton(){}
    public static Singleton getInstance(){
        return uniqueInstance;
    }
}

　　2.2.3 用“双重检查加锁”，在getInstance()中减少使用同步

　　首先检查是否实例已经创建了，如果没有，“才”进行同步。这样一来，只有第一次创建会用到同步，这正是我们想要的。

public class Singleton {
    private volatile static Singleton uniqueInstance;
    private Singleton() {}
    public static Singleton getInstance() {
        if (uniqueInstance == null) {
            synchronized (Singleton.class){
                if(uniqueInstance == null){//进入区域后，再检查一次，如果仍是null,才创建实例
                    uniqueInstance = new Singleton();
                }
            }
        }
        return uniqueInstance;
    }
}

　　第7行还需要加入一次判断，有可能别的线程在此线程拿5-6行的期间，已经实例化了。（ps：我的个人理解）关于volatile关键字，不清楚的同学可以去查，以后等我看完JVM，会专门写一篇volatile关键字的文章。

　　三、单例模式的延伸

　　1、听说两个类加载器可能会各自创建自己的单例对象？

　　答：是的。每个类加载器都定义了一个命名空间，如果有两个以上的类加载器，不同的类加载器可能会同时加载同一个类，从整个程序来看，同一个类会被加载多次。如果这样的事情发生在单件上，就会产生多个单例并存的现象。所以，如果程序有个多个类加载器又同时使用了单例模式，可以这样解决：自行指定类加载器，并指定同一个类加载器。

　　2、全局变量比单例模式差在哪里？

　　答：1）不可延迟实例化；2）并不能确保只有一个实例，而且也变相鼓励开发人员，用许多全局变量指向许多小对象来造成命名空间的污染。