《Head first设计模式》学习笔记 – 单件模式
单件模式确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。
有一些对象我们只需要一个，比方说：线程池、缓存、对话框、处理器偏好设置和注册表的对象等等。事实上，这类对象只能有一个实例，如果制造出多个实例，就会导致许多问题产生，例如：程序的行为异常、资源使用过量，或者是不一致的结果。
使用静态变量
如何确保这些类只存在一个实例？利用java的静态变量可以做到，但使用静态变量有个缺点：如果将对象赋值给一个全局变量，那么你必须在程序一开始就创建好对象。万一这个对象非常耗费资源，而程序在这次的执行过程中又一直没用到它，就形成了浪费。
经典的单件实现
以下是经典的单件实现：
public class Singleton {
// 利用一个静态变量来记录Singleton的唯一实例。
private static Singleton uniqueInstance;
// 把构造器声明为私有的，只有Singleton类内才可以调用构造器。
private Singleton() {
}
// 用getInstance()方法实例化对象，并返回这个实例。
public static Singleton getInstance() {
// 如果uniqueInstance是空的，表示还没有创建实例。
if (uniqueInstance == null) {
// 如果uniqueInstance是空的，我们就利用私有的构造器产生一个Singleton实例并
// 把它赋值给uniqueInstance静态变量中。请注意，如果我们不需要这个实例，它就
// 永远不会产生。这就是“延迟实例化”
uniqueInstance = new Singleton();
}
return uniqueInstance;
}
}
getInstance()是静态的，这意味着它是一个类方法，所以可以在代码的任何地方使用Singleton.getInstance()访问它。这和访问全局变量一样简单，只是多了个优点：单件可以延迟实例化。
处理多线程
假如有两个线程同时调用Singleton.getInstance()，而这时uniqueInstance还没有初始化，那么有可能会出现调用Singleton.getInstance()方法返回不同的实例。
只要把getInstance()变成同步方法，多线程灾难几乎就可以轻易地解决了：
public class Singleton {
private static Singleton uniqueInstance;
private Singleton() {
}
// 通过增加synchronized关键字到getInstance()方法中，我们
// 迫使每个线程在进入这个方法之前，要先等候别的线程离开该方法。
// 也就是说，不会有两个线程可以同时进入这个方法。
public static synchronized Singleton getInstance() {
if (uniqueInstance == null) {
uniqueInstance = new Singleton();
}
return uniqueInstance;
}
}
上面的代码可以解决多线程的问题，但是同步会降低性能，这不又是另一个问题吗？
只有第一次执行此方法时，才真正需要同步，一旦设置好uniqueInstance变量，就不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。
改善多线程
为了要符合大多数java应用程序，很明显的，我们需要确保单件模式能在多线程的状况下正常工作。但是似乎同步getInstance()的做法将拖垮性能，该怎么办你？
可以有一些选择：
1. 如果getInstance()的性能对应用程序不是很关键，就什么都别
没错，如果你的应用程序可以接受getInstance()造成的额外负担，就忘了这件事吧。同步getInstance()的方法既简单又有效。但是你必须知道，同步一个方法可能造成程序效率下降100倍。因此如果将getInstance()的程序使用在频繁运行的地方，你可能就要重新考虑了。
2. 使用“急切”创建实例，而不用延迟实例化的做法
如果应用程序总是创建并使用单件实例，或者在创建和运行时方面的负担不太繁重，你可能想要急切创建此单件，如下所示：
public class Singleton {
// 在静态初始化器中创建单件。这段代码保证了线程安全
private static Singleton uniqueInstance = new Singleton();
private Singleton() {
}
public static Singleton getInstance() {
// 已经有实例了，直接使用它
return uniqueInstance;
}
}
利用这个做法，我们依赖JVM在加载这个类时马上创建此唯一的单件实例。JVM保证在任何线程访问uniqueInstance静态变量之前，一定先创建此实例。
3. 用“双重检查加锁”，在getInstance()中减少使用同步
利用双重检查加锁，首先检查是否实例已经创建了，如果尚未创建，才进行同步。这样一来，只有第一次会同步，这正是我们想要的。
public class Singleton {
// volatile关键词确保，当uniqueInstance变量被初始化成Singleton实例时，
// 多个线程正确地处理uniqueInstance变量
private volatile static Singleton uniqueInstance;
private Singleton() {
}
public static synchronized Singleton getInstance() {
// 检查实例，如果不存在，就进入同步区块。
if (uniqueInstance == null) {
// 注意，只有第一次才彻底执行这里的代码
synchronized (Singleton.class){
// 进入区块后，再检查一次。如果仍是null，才创建实例
if (uniqueInstance == null) {
uniqueInstance = new Singleton();
}
}
}
return uniqueInstance;
}
}
如果性能是你关心的重点，那么这个做法可以帮你大大地减少getInstance()的时间耗费。
