單態定義:
Singleton模式主要作用是保證在Java應用程序中,一個類Class只有一個實例存在。
在很多操作中,比如建立目錄 數據庫連接都需要這樣的單線程操作。
還 有, singleton能夠被狀態化; 這樣,多個單態類在一起就可以作爲一個狀態倉庫一樣向外提供服務,比如,你要論壇中的帖子計數器,每次瀏覽一次需要計數,單態類能否保持住這個計數,並且 能synchronize的安全自動加1,如果你要把這個數字永久保存到數據庫,你可以在不修改單態接口的情況下方便的做到。
另外方面,Singleton也能夠被無狀態化。提供工具性質的功能,
Singleton模式就爲我們提供了這樣實現的可能。使用Singleton的好處還在於可以節省內存,因爲它限制了實例的個數,有利於Java垃圾回收(garbage
collection)。
我們常常看到工廠模式中類裝入器(class loader)中也用Singleton模式實現的,因爲被裝入的類實際也屬於資源。
如何使用?
一般Singleton模式通常有幾種形式:
當你只需要一個類實例時,Singleton才真正有用;如果類擁有幾個實例,使用Singleton就不再適用。
設計系統時,你通常希望控制對象的用法,防止用戶(包括你自己)複製對象或建立新實例。例如,你可以使用它創建一個連接池。每次程序需要往數據庫中寫入內容時才創建一個新連接的做法並不明智;相反,一個或一組已經在池中的連接就可以使用Singleton模式實例化。
Singleton模式常常和工廠方法模式一同使用,創建一個系統級資源,使用這個資源的代碼並不知道它的特殊類型。抽象窗口工具包(AWT)就是組合使用這兩個模式的典型例子。在GUI應用程序中,對每個應用程序實例,你一般只需要一個圖形元素的實例,如打印(Print)對話框或OK按鈕。
public class Singleton { private Singleton(){} //在自己內部定義自己一個實例,是不是很奇怪? private static Singleton instance = new Singleton(); //這裏提供了一個供外部訪問本class的靜態方法,可以直接訪問
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第二種形式:
public class Singleton {
private static Singleton instance = null; }
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使用Singleton.getInstance()可以訪問單態類。
上面第二中形式是lazy initialization,也就是說第一次調用時初始Singleton,以後就不用再生成了。
注意到lazy initialization形式中的synchronized,這個synchronized很重要,如果沒有synchronized,那麼使用getInstance()是有可能得到多個Singleton實例。關於lazy initialization的Singleton有很多涉及double-checked locking (DCL)的討論,有興趣者進一步研究。
一般認爲第一種形式要更加安全些。
使用Singleton注意事項:
有時在某些情況下,使用Singleton並不能達到Singleton的目的,如有多個Singleton對象同時被不同的類裝入器裝載;在EJB這樣的分佈式系統中使用也要注意這種情況,因爲EJB是跨服務器,跨JVM的。
我們以SUN公司的寵物店源碼(Pet Store 1.3.1)的ServiceLocator爲例稍微分析一下:
在Pet
Store中ServiceLocator有兩種,一個是EJB目錄下;一個是WEB目錄下,我們檢查這兩個ServiceLocator會發現內容差不
多,都是提供EJB的查詢定位服務,可是爲什麼要分開呢?仔細研究對這兩種ServiceLocator才發現區別:在WEB中的
ServiceLocator的採取Singleton模式,ServiceLocator屬於資源定位,理所當然應該使用Singleton模式。但是
在EJB中,Singleton模式已經失去作用,所以ServiceLocator才分成兩種,一種面向WEB服務的,一種是面向EJB服務的。
Singleton模式看起來簡單,使用方法也很方便,但是真正用好,是非常不容易,需要對Java的類 線程 內存等概念有相當的瞭解。
總之:如果你的應用基於容器,那麼Singleton模式少用或者不用,可以使用相關替代技術。
進一步深入可參考:
Double-checked locking and the Singleton pattern