设计模式 - 单例模式.doc

设计模式读书笔记-单例模式 有时候某些对象我们只需要一个，如：线程池、缓存、对话框等等，对于这类对象我们只能有一个实例，如果我们制造出多个实例，就会导致很多问题产生。 但是我们怎样才能保证一个类只有一个实例并且能够便于访问？这里我们想到了全局变量，全局变量确实是可以保证该类可以随时访问，但是它很难解决只有一个实例问题。最好的办法就是让该自身来负责保存它的唯一实例。这个类必须要保证没有其他类来创建它。这里我们可以将其构造方法私有化。即1 Public MyClass2 PrivateMyClass()3 含有私有化构造器的类就能保证它不能被其他类实例化了。但是我们如何来获取这个实例化类呢？提供一个方法用于返回该类的实例对象即可实现。 1 public class MyClass 2 private MyClass()3 4 5 6 public static MyClass getInstance()7 return new MyClass();8 9 一、基本定义 通过上面简单介绍，我们可以对单例模式有一个简单的认识。所谓单例模式就是确保某一个类只有一个实例，并且提供一个全局访问点。 从上面可以看出单例模式有如下几个特点： 一、它只有一个实例。 二、它必须要自行实例化。 三、它必须自行想整个系统提供访问点。 二、模式结构 单例模式可以说是最简单的设计模式了，它仅有一个角色Singleton。 Singleton：单例。 三、模式实现 1 public class Singleton 2 /利用静态变量来记录Singleton的唯一实例 3 private static Singleton uniqueInstance; 4 5 /* 6 * 构造器私有化，只有Singleton类内才可以调用构造器 7 */ 8 private Singleton() 9 10 11 12 public static Singleton getInstance()13 if(uniqueInstance = null)14 uniqueInstance = new Singleton();15 16 17 return uniqueInstance;18 19 20 在Head First有这样一个场景，就是说有两个线程都要执行这段代码，很有可能会产生两个实例对象。如下图： 这里有三种解决方案。 第一、 使用synchronized来处理。也就是说将getInstance()方法变成同步方法即可。1 public class Singleton 2 /利用静态变量来记录Singleton的唯一实例 3 private static Singleton uniqueInstance; 4 5 /* 6 * 构造器私有化，只有Singleton类内才可以调用构造器 7 */ 8 private Singleton() 9 10 11 12 public static synchronized Singleton getInstance()13 if(uniqueInstance = null)14 uniqueInstance = new Singleton();15 16 17 return uniqueInstance;18 19 20 第二、 直接初始化静态变量。这样就保证了线程安全。1 public class Singleton 2 /* 3 * 利用静态变量来记录Singleton的唯一实例 4 * 直接初始化静态变量，这样就可以确保线程安全了 5 */ 6 private static Singleton uniqueInstance = new Singleton(); 7 8 /* 9 * 构造器私有化，只有Singleton类内才可以调用构造器10 */11 private Singleton()12 13 14 15 public static Singleton getInstance()16 return uniqueInstance;17 18 19 第三、 用“双重检查加锁”，在getInstance()中减少使用同步。1 public class Singleton 2 /* 3 * 利用静态变量来记录Singleton的唯一实例 4 * volatile 关键字确保：当uniqueInstance变量被初始化成Singleton实例时， 5 * 多个线程正确地处理uniqueInstance变量 6 * 7 */ 8 private volatile static Singleton uniqueInstance; 9 10 /*11 * 构造器私有化，只有Singleton类内才可以调用构造器12 */13 private Singleton()14 15 16 17 /*18 * 19 * 检查实例，如果不存在，就进入同步区域20 */21 public static Singleton getInstance()22 if(uniqueInstance = null)23 synchronized(Singleton.class) /进入同步区域24 if(uniqueInstance = null) /在检查一次，如果为null，则创建25 uniqueInstance = new Singleton();26 27 28 29 30 return uniqueInstance;31 32 33 在这里是首先检查是否实例已经创建了，如果尚未创建，才会进行同步。这样一来。只有第一次会同步。 四、模式优缺点 优点 一、节约了系统资源。由于系统中只存在一个实例对象，对与一些需要频繁创建和销毁对象的系统而言，单例模式无疑节约了系统资源和提高了系统的性能。 二、因为单例类封装了它的唯一实例，所以它可以严格控制客户怎样以及何时访问它。 缺点 一、由于单例模式中没有抽象层，因此单例类的扩展有很大的困难。 二、单例类的职责过重，在一定程度上违背了“单一职责原则”。 五、模式使用场景 下列几种情况可以使用单例模式。 一、系统只需要一个实例对象，如系统要求提供一个唯一的序列号生成器，或者需要考虑资源消耗太大而只允许创建一个对象。 二、客户调用类的单个实例只允许使用一个公共访问点，除了该公共访问点，不能通过其他途径访