第八篇:單例模式

關於單例模式我並不想做過多解釋，網絡上有一大堆關於它的定義，簡而言之，單例就是指單個對象，整個程序的運行生命週期內某個對象只會生成一次！

這麼做有什麼意義呢？很簡單，你的電腦開機，有多個回收站對象會有什麼後果?你刪掉一個文件它該被放入哪個回收站？ 有多個註冊表會怎樣? 程序中有多個數據庫連接池會怎樣？ 這些問題留給你去思考吧！

正因爲某些對象的特殊性，整個程序生命週期內只能出現一個它的實例， 又或者，某些對象的創建非常複雜非常消耗資源，且它是不會隨着程序的運行而有所改變的，那麼我們也期望只生產一次這個對象，後面直接拿來複用！ 那麼這種只會生成一次某個對象的編碼技巧，我們就將其稱爲單列模式！

網絡上好像說是有6中實現單例的方法，但我個人認爲只有4種！另外2種是網友的代碼演變，壓根算不上... 當然，最有效好用的只有一種，我稍後將代碼貼出來！

OK，讓我們拿出點乾貨來，讓代碼來說話吧！

第一種:餓漢式(所謂餓漢就是指不管有沒有人要使用我，我先把自己給創建出來)

public class Singleton {
	
	/**餓漢式，直接創建對象*/
	private static final Singleton singleton = new Singleton();
	
	/**構造器私有化，這樣別人就無法創建我！*/
	private Singleton() {}
	
	/**必須提供一個讓客戶端獲取自身實例的方法*/
	public static Singleton getInstance(){
		return singleton;
	}
	
	
	public static void main(String[] args) {
		Singleton s1 = Singleton.getInstance();
		Singleton s2 = Singleton.getInstance();
		System.out.println(s1==s2); //===>>>輸出:true
	}
}

如上面代碼所示，我們的Singleton類的實例只可能有一個，不用擔心線程問題，因爲它是隨着類加載而實例化的，而類只會被加載一次(當然，也可以被加載多次，關於這點我打算後面再寫篇讓同一個類加載多次的文章，這裏略過) ； 雖然它是安全的，但也有一個問題，假設這個類的創建非常複雜非常消耗資源，但是由於是餓漢式，不管有沒有真正要使用這個類的實例，它總是會創建一次自己，從而佔用我們的系統資源，假如壓根沒有人用到它，那就會造成資源浪費，由此，下面的懶漢式誕生了！

第二種:懶漢式(所謂懶漢式是指等到有人要使用我時，我就開始創建一次自己)

public class Singleton {
	
	/**懶漢式，等到有人使用時再創建！*/
	private static Singleton singleton ;
	
	/**構造器私有化，這樣別人就無法創建我！*/
	private Singleton() {}
	
	/**必須提供一個讓客戶端獲取自身實例的方法*/
	public static Singleton getInstance(){
		//判斷是否爲空，如果是第一次被人使用，則必定是空
		if( singleton==null ){
			singleton = new Singleton();
		}
		return singleton;
	}
	
	
	public static void main(String[] args) {
		Singleton s1 = Singleton.getInstance();
		Singleton s2 = Singleton.getInstance();
		System.out.println(s1==s2); //===>>>輸出:true
	}
}

如上面代碼所示，我們的Singleton現在不再隨着類的加載而實例化了，它只有等到真正有人用到它時纔會去實例化一次，這歸功於那句if...else...的功能，但也正是由於if...else...這裏的代碼所在，它被引入了線程不安全的隱患，在多個線程同時調度下，假如A,B兩個線程都進入到了getInstance()中，此時singleton爲空，那麼就會被創建2次，這是我們無法容忍的，於是，有了下面的雙重加鎖的代碼實現！

第三種:懶漢式變種(雙重檢查加鎖)

public class Singleton {
	
	/**懶漢式，等到有人使用時再創建！*/
	private static Singleton singleton ;
	
	/**構造器私有化，這樣別人就無法創建我！*/
	private Singleton() {}
	
	/**必須提供一個讓客戶端獲取自身實例的方法*/
	public static Singleton getInstance(){
		if( singleton==null ){
			//加一把鎖，且再進行一次判斷
			synchronized (Singleton.class) {
				//當A線程執行到這裏，if條件成立，singleton將被實例化，
				//A線程執行完synchronized代碼塊，釋放鎖
				//而後B線程允許放行進入到這裏，此時if條件將不再成立！
				if( singleton==null ){
					singleton = new Singleton();
				}
			}
		}
		return singleton;
	}

}

如果我們直接在getInstance()方法上加鎖(有人將這種做法也稱之爲一種實現方式...所以有人說有6種實現方式)，那麼併發上來，將會造成多個線程同時等待，而將其放入if條件之中，將會大量減少線程等待(因爲由於上一個線程的執行完畢，if條件將不再成立)，同時也保證了多線程下該對象實例只會被創建一次！ 但無論如何，都會造成線程等待，那麼有沒有一種更好的方式來實現單例呢?既可以不造成線程等待，同時又是安全的，保證只會創建一次對象，同時又是基於懶漢式的創建方式， Ok，終極方法，內部類實現！

第四種:懶漢式變種(內部類實現單例，我認爲是最好的一種)

public class Singleton {
	
	/**構造器私有化，這樣別人就無法創建我！*/
	private Singleton() {}
	
	//使用內部類！
	private static class Inner{
		private static final Singleton singleton = new Singleton();
	}
	
	/**必須提供一個讓客戶端獲取自身實例的方法*/
	public static Singleton getInstance(){
		return Inner.singleton;
	}
	
	
	public static void main(String[] args) {
		Singleton s1 = Singleton.getInstance();
		Singleton s2 = Singleton.getInstance();
		System.out.println(s1==s2); //===>>>輸出true
	}
}

OK，我們來研究一下上面的代碼吧！我們的Inner是一個靜態內部類，就算有一億個線程，它也只會被類加載器裝載一次，而裏面的singleton會隨着Inner的類裝載而被實例化，所以，它絕對是唯一不重複的，這一點，它和餓漢式的效果是一樣的。但和餓漢式不同的時，Inner類只有當我們調用Singleton類的getInstance方法時纔會被類加載器加載，所以，singleton的實例也只會在這個時候被創建，所以它不會造成資源浪費！如果理解不了，給我留言吧，文字我只能說到這啦！

Ok，喝杯咖啡潤潤喉...拜拜...