【設計模式】學習筆記7：單件模式（Singleton）

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• 單件模式的經典但簡陋（有問題）的實現：

本文出自   http://blog.csdn.net/shuangde800

走進單件模式

有些對象我們只需要一個，比如：線程池，緩衝，對話方塊，處理喜好設定和註冊表的對象，日誌對象，充當印表機，顯卡等裝置的驅動程式對象等。

這些類的對象只能有一個執行個體，如果有多個，然而會導致許多問題產生。

有人可能覺得，這隻要用全域變數或者靜態變數就可以做到了

這樣做的缺點：

必須程式一開始就建立對象，但是有些對象可能用不到，耗費資源。而單件模式在需要時才建立

單間模式的實現
單件模式的經典但簡陋（有問題）的實現：

把建構函式設定為私人的，再加一個靜態方法用來建立對象並返回。

public Singleton{        private static Sigleton uniqueInstance;    // 構造器是私人的，只有類內部方法才能建立類    private Singleton() { }    public static MyClass getInstance(){        if(uniqueInstance == null){ // 只有是null的才建立對象            uniqueInstance = new Singleton();         }        return uniqueInstance;    }}

上面那個做法，會出現問題，原因是多線程產生的問題。

假如有兩個線程要幾乎同時要建立一個對象，那麼將會發生下面的情況：

看，發現Thread one和Thread two都各自建立了一個對象！

 解決方案1：

把getInstance( )變成同步（synchronized）方法，多線程災難幾乎就可以輕易解決了。

public Singleton{        private static Sigleton uniqueInstance;    // 構造器是私人的，只有類內部方法才能建立類    private Singleton() { }    // 通過增加synchronized關鍵字，會迫使每個線程在進入這個    // 方法之前，要先等候別的線程離開該方法。    // 也就是說，不會有兩個線程可以同時進入這個方法    public static synchronized MyClass getInstance(){        if(uniqueInstance == null){ // 只有是null的才建立對象            uniqueInstance = new Singleton();         }        return uniqueInstance;    }}

缺點： 每次用該方法都要同步，會降低拖垮程式的效能。同步一個方法可能會造成程式執行效率下降100倍。

解決方案2：急切執行個體化

public Singleton{        // 在靜態初始化器(static initializer)中建立單件    // 保證了安全執行緒(thread safe)    private static Sigleton uniqueInstance = new Singleton();    // 構造器是私人的，只有類內部方法才能建立類    private Singleton() { }    public static synchronized MyClass getInstance(){        return uniqueInstance;    }}

解決方案3： 用“雙重檢查加鎖”，在getInstance（）中減少使用同步

利用“雙重檢查加鎖”（double-checked locking），首先檢查執行個體是否已經建立了，如果尚未建立，“才”進行同步。

這樣，只有第一次會同步，之後再也不會了

public Singleton{    // 注意這裡加了volatile關鍵字    // volatile關鍵字確保：當uniqueInstance變數被初始化成Singleton執行個體時    // 多個線程正確地處理uniqueInstance變數    private static volatile Sigleton uniqueInstance;    private Singleton() { }    public static synchronized MyClass getInstance() {        if(uniqueInstance == null) {             synchronized (Singleton.class) {                if(uniqueInstance == null){                    uniqueInstance = new Singleton();                 }             }        }        return uniqueInstance;    }}

注意！ 雙重檢查加鎖不使用於java 1.4以及更早的版本。

定義單件模式

單件模式確保一個類只有一個執行個體，並提供一個全域訪問點

單件模式的類圖很簡單

全域變數 VS 單件模式

在Java中，全域變數基本上就是對對象的靜態引用。

在這樣的情況下使用全域變數會有一些缺點，我們已經提到了期中一個：急切執行個體化 VS.延遲執行個體化。

但是我們要記住這個模式的目的：確保類只有一個執行個體並提供全域訪問。

全域變數也會變相鼓勵開發人員，用許多全域變數指向許多小對象來造成命名空間（namespace）的汙染。

單件模式不鼓勵這樣的現象，但單件仍然可能被濫用。