設計模式之單例模式

參考：http://www.w3cschool.cc/design-pattern/singleton-pattern.html

介紹

意圖：保證一個類僅有一個實例，並提供一個訪問它的全局訪問點。

主要解決：一個全局使用的類頻繁地創建與銷燬。

何時使用：當您想控制實例數目，節省系統資源的時候。

如何解決：判斷系統是否已經有這個單例，如果有則返回，如果沒有則創建。

關鍵代碼：構造函數是私有的。

應用實例： 1、一個黨只能有一個主席。 2、Windows 是多進程多線程的，在操作一個文件的時候，就不可避免地出現多個進程或線程同時操作一個文件的現象，所以所有文件的處理必須通過唯一的實例來進行。 3、一些設備管理器常常設計爲單例模式，比如一個電腦有兩臺打印機，在輸出的時候就要處理不能兩臺打印機打印同一個文件。

優點： 1、在內存裏只有一個實例，減少了內存的開銷，尤其是頻繁的創建和銷燬實例（比如管理學院首頁頁面緩存）。 2、避免對資源的多重佔用（比如寫文件操作）。

缺點：沒有接口，不能繼承，與單一職責原則衝突，一個類應該只關心內部邏輯，而不關心外面怎麼樣來實例化。

使用場景： 1、要求生產唯一序列號。 2、WEB 中的計數器，不用每次刷新都在數據庫里加一次，用單例先緩存起來。 3、創建的一個對象需要消耗的資源過多，比如 I/O 與數據庫的連接等。

注意事項：getInstance() 方法中需要使用同步鎖 synchronized (Singleton.class) 防止多線程同時進入造成 instance 被多次實例化。

學習hadoop Writable機制中發現的代碼，WritableFactories類允許非公有的Writable子類定義一個對象工廠，由該工廠創建Writable對象。源碼中添加了一個註釋，見下面代碼紅色標註的（//singleton）。

package org.apache.hadoop.io;

import org.apache.hadoop.conf.*;
import org.apache.hadoop.util.ReflectionUtils;
import java.util.HashMap;

/** Factories for non-public writables.  Defining a factory permits {@link
 * ObjectWritable} to be able to construct instances of non-public classes. */
public class WritableFactories {
  private static final HashMap<Class, WritableFactory> CLASS_TO_FACTORY =
    new HashMap<Class, WritableFactory>();

  private WritableFactories() {}                 <span style="color:#ff0000;"> // singleton
</span>
  /** Define a factory for a class. */
  public static synchronized void setFactory(Class c, WritableFactory factory) {
    CLASS_TO_FACTORY.put(c, factory);
  }

  /** Define a factory for a class. */
  public static synchronized WritableFactory getFactory(Class c) {
    return CLASS_TO_FACTORY.get(c);
  }

  /** Create a new instance of a class with a defined factory. */
  public static Writable newInstance(Class<? extends Writable> c, Configuration conf) {
    WritableFactory factory = WritableFactories.getFactory(c);
    if (factory != null) {
      Writable result = factory.newInstance();
      if (result instanceof Configurable) {
        ((Configurable) result).setConf(conf);
      }
      return result;
    } else {
      return ReflectionUtils.newInstance(c, conf);
    }
  }
  
  /** Create a new instance of a class with a defined factory. */
  public static Writable newInstance(Class<? extends Writable> c) {
    return newInstance(c, null);
  }

}