设计模式之单例模式

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

介绍

意图：保证一个类仅有一个实例，并提供一个访问它的全局访问点。

主要解决：一个全局使用的类频繁地创建与销毁。

何时使用：当您想控制实例数目，节省系统资源的时候。

如何解决：判断系统是否已经有这个单例，如果有则返回，如果没有则创建。

关键代码：构造函数是私有的。

应用实例： 1、一个党只能有一个主席。 2、Windows 是多进程多线程的，在操作一个文件的时候，就不可避免地出现多个进程或线程同时操作一个文件的现象，所以所有文件的处理必须通过唯一的实例来进行。 3、一些设备管理器常常设计为单例模式，比如一个电脑有两台打印机，在输出的时候就要处理不能两台打印机打印同一个文件。

优点： 1、在内存里只有一个实例，减少了内存的开销，尤其是频繁的创建和销毁实例（比如管理学院首页页面缓存）。 2、避免对资源的多重占用（比如写文件操作）。

缺点：没有接口，不能继承，与单一职责原则冲突，一个类应该只关心内部逻辑，而不关心外面怎么样来实例化。

使用场景： 1、要求生产唯一序列号。 2、WEB 中的计数器，不用每次刷新都在数据库里加一次，用单例先缓存起来。 3、创建的一个对象需要消耗的资源过多，比如 I/O 与数据库的连接等。

注意事项：getInstance() 方法中需要使用同步锁 synchronized (Singleton.class) 防止多线程同时进入造成 instance 被多次实例化。

学习hadoop Writable机制中发现的代码，WritableFactories类允许非公有的Writable子类定义一个对象工厂，由该工厂创建Writable对象。源码中添加了一个注释，见下面代码红色标注的（//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);
  }

}