设计模式之---单例模式

设计模式的世界中，单例模式可能是最简单的一种模式，虽说简单。但想要彻底的弄明确它。还是要经历一点点的波折。

以下我为大家慢慢道来：

在实际开发中，对于有些对象。我们仅仅须要一个，比方线程池（thread pool），缓存（cache），对话框。日志对象，任务管理器等等。

这些对象仅仅能有一个实例。假设出现多个实例，则会导致很多问题的产生。

你可能会说，我们为什么不用java的全局变量，多方便的。是的。可是这样做是有缺点的，假设我们将一个对象赋值给一个全局变量，那么我们在程序一開始就必须创建好对象，一旦这个对象很耗费资源。而程序在运行中又一直没实用到它，那么这样是很的浪费。

单例模式。要保证一个对象仅仅能被实例化一次。我们先来看一段雏形代码：

public class Singleton {
	private static Singleton uniqueInstance;
	private Singleton(){}
	
	public static Singleton getInstance(){
		if(uniqueInstance==null){
			uniqueInstance = new Singleton();
		}
		return uniqueInstance;
	}
}

在这里，我们利用一个静态变量来记录Singleton类的唯一实例。并把构造方法设置为私有，那么仅仅有在Singleton类内部才干够调用此构造方法。然后我们用getInstance()方法实例化对象，并返回这个实例。

假设uniqueInstance是空的，表示还没有创建实例，假设不为空，表示之前已经创建过对象。则直接跳过至return语句。

可是细致想想。就会发现，上面的代码是有些问题的，问题在哪里呢？

假设我们想应用多线程。那么假设有两个或两个以上的线程要运行上面这段代码，则可能会出现产生多个实例对象的情况，也就是说，没有同步机制。可能两个线程都运行到了uniqueInstance==null的情况。那么之后就会产生两个object。而这种结果就是不正确的。

这是你可能会说，给方法加synchronizedkeyword啊，是的。于是有了以下的代码：

public class Singleton {
	private static Singleton uniqueInstance;
	private Singleton(){}
	
	public static synchronized Singleton getInstance(){
		if(uniqueInstance==null){
			uniqueInstance = new Singleton();
		}
		return uniqueInstance;
	}
}

这样。我们通过添加synchronizedkeyword到getInstance()方法中，能够使得每一个线程在进入这种方法之前，要先等候别的线程离开该方法。也就是说不会有两个线程能够同一时候进入该方法。

可是这样做的问题是什么？细致想想。非常easy。那就是：同步会减少性能

也就是说，我们仅仅有第一次运行此方法的时候才须要同步。一旦设置好了uniqueInstance变量。就不再须要同步这种方法了。由于仅仅有第一次unqueInstance==null，之后每次调用这种方法。同步都是多余的，甚至是一种累赘。

所以，有时候要依据情况灵活的应对。

假设getInstance()的性能相应用程序不是非常重要，那就什么都别做，可是必需要知道的是，同步一个方法可能会造成程序运行的效率下降100倍。所以非常多时候，我们就要又一次考虑了。

当然。假设我们有时非常急切的须要创建实例。而不用延迟实例化的做法，就是在静态初始化器中创建单例，如以下的代码：

public class Singleton {
	private static Singleton uniqueInstance=new Singleton();
	private Singleton(){}
	
	public static synchronized Singleton getInstance(){
		return uniqueInstance;
	}
}

并且这段代码是线程安全的。

以下我们来看单例模式的终于版：

双重检查加锁，在getInstance()中降低使用同步：

利用双重检查加锁（double-checked locking）。首先检查是否实例已经创建了，假设未创建，才进行同步。这样。仅仅有第一次会同步。而这正是我们想要的：

public class Singleton {
	private volatile static Singleton uniqueInstance;
	private Singleton(){}
	
	public static Singleton getInstance(){
		if(uniqueInstance==null){
			synchronized (Singleton.class){
				if(uniqueInstance==null){
					uniqueInstance = new Singleton();
				}
			}
		}
		return uniqueInstance;
	}
}

volatilekeyword，用来确保将变量的更新操作通知到其它线程。保证新值能马上同步到主内存，以及每次使用前马上从主内存刷新。当把变量声明为volatile后，编译器与执行时都会注意到这个变量是共享的。

在这里，volatilekeyword确保了，当uniqueInstance变量被初始化成Singleton实例时，多个线程能正确的处理uniqueInstance变量。

假设性能是你关系的重点，那么这个做法能够帮你大大降低getInstance()的时间耗费。