java设计模式--创建模式--单例模式

　　在java中常常用的模式，这些模式是前人总结出来的精华，合理用好模式使我们的程序更健壮，更易维护...

　　在这里我需要给大家介绍一款很简单的模式--单例模式。

 

　　单列模式能够被状态化；这样，多个单态类在一起就可以作为一个状态仓库一样向外提供服务，比如，你要论坛中的帖子计数器，每次浏览一次需要计数，单态类能否保持住这个计数，并且能synchronize的安全自动加1，如果你要把这个数字永久保存到数据库，你可以在不修改单态接口的情况下方便的做到。

 

　　单例模式在程序之中用的比较普遍，比如我们所做的购物车，系统提供创造日历函数等，这些都使用了单例模式的开发，那么单例模式有什么好处呢？什么是单例模式？一个一个问题就需要大家一同解决了。。。

　　

单例模式应用于一个类只有一个实例的情况，并且为其实例提供一个全局的访问点。

特点：

1.一个类只有一个实例

2.自己创建这个实例

3.整个系统只能用这个实例

应用场景

外部资源：每台计算机有若干个打印机，但只能有一个PrinterSpooler，以避免两个打印作业同时输出到打印机。

内部资源：大多数软件都有一个（或多个）属性文件存放系统配置，这样的系统应该有一个对象管理这些属性文件。

实现方式

1.饿汉式：单例实例在类装载时就构建，急切初始化。（预先加载法）

/**
 * 饿汉式（推荐）
 *
 */
public class Singleton1 {

	private Singleton1() {
	}

	public static Singleton1 instance = new Singleton1();

	public Singleton1 getInstance() {
		return instance;
	}

}

 

优点	1.线程安全 2.在类加载的同时已经创建好一个静态对象，调用时反应速度快
缺点	资源效率不高，可能getInstance()永远不会执行到，但执行该类的其他静态方法或者加载了该类（class.forName)，那么这个实例仍然初始化

 

2.懒汉式：单例实例在第一次被使用时构建，延迟初始化。

class Singleton2 {
	private Singleton2() {
	}

	public static Singleton2 instance = null;

	public static Singleton2 getInstance() {
		if (instance == null) {

              //多个线程判断instance都为null时，在执行new操作时多线程会出现重复情况
			instance = new Singleton2();
		}
		return instance;
	}
}

 

懒汉式在单个线程中没有问题，但在多线程就可能会出现两个或多个Singleton2实例情况，

虽然后面实例化的Singleton2会覆盖前面实例化的Singleton2，但最好避免这样的情况。

改进方式就是加锁synchornized

class Singleton3 {
	private Singleton3() {
	}

	public static Singleton3 instance = null;

	public static synchronized Singleton3 getInstance() {
		if (instance == null) {
			instance = new Singleton3();
		}
		return instance;
	}
}

优点	资源利用率高，不执行getInstance()就不会被实例，可以执行该类的其他静态方法
缺点	第一次加载时不够快，多线程使用不必要的同步开销大

3.双重检测

class Singleton4 {
	private Singleton4() {
	}

	public static Singleton4 instance = null;

	public static Singleton4 getInstance() {
		if (instance == null) {
			synchronized (Singleton4.class) {
				if (instance == null) {
					instance = new Singleton4();
				}
			}
		}
		return instance;
	}
}

 

优点	资源利用率高，不执行getInstance()就不被实例，可以执行该类其他静态方法
缺点	第一次加载时反应不快，由于java内存模型一些原因偶尔失败

 

4.静态内部类

class Singleton5 {
	private Singleton5() {
	}

	private static class SingletonHelp {
		static Singleton5 instance = new Singleton5();
	}

	public static Singleton5 getInstance() {
		return SingletonHelp.instance;
	}
}

 

优点	资源利用率高，不执行getInstance()不被实例，可以执行该类其他静态方法
缺点	第一次加载时反应不够快

 

总结：一般采用饿汉式（1），若对资源十分在意可以采用静态内部类（4），不建议采用懒汉式及双重检测（2、3）

另外

对于第二种可以采用volatile方式

volatile用更低的代价代替同步

解释：同步的代价主要有覆盖范围决定，如果可以降低同步的覆盖范围，可大幅提升性能。

而volatile覆盖范围是变量级别的，因此同步代价很低。

volatile原理：告诉处理器，不要将其放入工作内存，而是直接在主存操作。因此，当多处理器或多线程在访问该变量时

都将直接操作主存，这在本质上做到了变量共享。

volation优势：

1.更大的程度吞吐量

2.更少的代码实现多线程

3.程序伸缩性好

4.比较好理解，无需太高的学习成本

volatile不足：

1.容易出问题

2.比较难设计

参考文献

http://yiminghe.iteye.com/blog/404334

http://developer.51cto.com/art/201103/249322.htm