設計模式之---單例模式，設計模式之---模式

設計模式之---單例模式，設計模式之---模式

設計模式的世界中，單例模式可能是最簡單的一種模式，雖說簡單，但想要徹底的弄明白它，還是要經曆一點點的波折。

下面我為大家慢慢道來：

在實際開發中，對於有些對象，我們只需要一個，比如線程池（thread pool），緩衝（cache），對話方塊，日誌對象，工作管理員等等。這些對象只能有一個執行個體，如果出現多個執行個體，則會導致許多問題的產生。

你可能會說，我們為什麼不用java的全域變數，多方便的。是的，但是這樣做是有缺點的，如果我們將一個對象賦值給一個全域變數，那麼我們在程式一開始就必須建立好對象，一旦這個對象非常耗費資源，而程式在執行中又一直沒有用到它，那麼這樣是非常的浪費。

單例模式，要保證一個對象只能被執行個體化一次，我們先來看一段雛形代碼：

public class Singleton {private static Singleton uniqueInstance;private Singleton(){}public static Singleton getInstance(){if(uniqueInstance==null){uniqueInstance = new Singleton();}return uniqueInstance;}}

在這裡，我們利用一個靜態變數來記錄Singleton類的唯一執行個體，並把構造方法設定為私人，那麼只有在Singleton類內部才可以調用此構造方法。然後我們用getInstance()方法執行個體化對象，並返回這個執行個體。如果uniqueInstance是空的，表示還沒有建立執行個體，如果不為空白，表示之前已經建立過對象，則直接跳過至return語句。

但是仔細想想，就會發現，上面的代碼是有些問題的，問題在哪裡呢？

如果我們想應用多線程，那麼如果有兩個或兩個以上的線程要執行上面這段代碼，則可能會出現產生多個執行個體對象的情況，也就是說，沒有同步機制，可能兩個線程都執行到了uniqueInstance==null的情況，那麼之後就會產生兩個object，而這樣的結果就是不對的。

這是你可能會說，給方法加synchronized關鍵字啊，是的，於是有了下面的代碼：

public class Singleton {private static Singleton uniqueInstance;private Singleton(){}public static synchronized Singleton getInstance(){if(uniqueInstance==null){uniqueInstance = new Singleton();}return uniqueInstance;}}

這樣，我們通過增加synchronized關鍵字到getInstance()方法中，可以使得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該方法。

但是這樣做的問題是什嗎？仔細想想，很簡單，那就是：同步會降低效能

也就是說，我們只有第一次執行此方法的時候才需要同步，一旦設定好了uniqueInstance變數，就不再需要同步這個方法了，因為只有第一次unqueInstance==null，之後每次調用這個方法，同步都是多餘的，甚至是一種累贅。

所以，有時候要根據情況靈活的應對。

如果getInstance()的效能對應用程式不是很重要，那就什麼都別做，但是必須要知道的是，同步一個方法可能會造成程式執行的效率下降100倍，所以很多時候，我們就要重新考慮了。

當然，如果我們有時很急切的需要建立執行個體，而不用延遲執行個體化的做法，就是在靜態初始化器中建立單例，如下面的代碼：

public class Singleton {private static Singleton uniqueInstance=new Singleton();private Singleton(){}public static synchronized Singleton getInstance(){return uniqueInstance;}}

而且這段代碼是安全執行緒的。

下面我們來看單例模式的最終版：

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），首先檢查是否執行個體已經建立了，如果未建立，才進行同步，這樣，只有第一次會同步，而這正是我們想要的：

public class Singleton {private volatile static Singleton uniqueInstance;private Singleton(){}public static Singleton getInstance(){if(uniqueInstance==null){synchronized (Singleton.class){if(uniqueInstance==null){uniqueInstance = new Singleton();}}}return uniqueInstance;}}

volatile關鍵字，用來確保將變數的更新操作通知到其他線程，保證新值能立即同步到主記憶體，以及每次使用前立即從主記憶體重新整理。當把變數聲明為volatile後，編譯器與運行時都會注意到這個變數是共用的。

在這裡，volatile關鍵字確保了，當uniqueInstance變數被初始化成Singleton執行個體時，多個線程能正確的處理uniqueInstance變數。

如果效能是你關係的重點，那麼這個做法可以幫你大大減少getInstance()的時間耗費。

什是單例設計模式

java模式之單例模式：
單例模式確保一個類只有一個執行個體，自行提供這個執行個體並向整個系統提供這個執行個體。
特點：
1，一個類只能有一個執行個體
2，自己建立這個執行個體
3，整個系統都要使用這個執行個體
例: 在下面的對象圖中，有一個"單例對象"，而"客戶甲"、"客戶乙" 和"客戶丙"是單例對象的三個客戶對象。可以看到，所有的客戶對象共用一個單例對象。而且從單例對象到自身的連接線可以看出，單例對象持有對自己的引用。

Singleton模式主要作用是保證在Java應用程式中，一個類Class只有一個執行個體存在。在很多操作中，比如建立目錄 資料庫連接都需要這樣的單線程操作。一些資源管理員常常設計成單例模式。
外部資源：譬如每台電腦可以有若干個印表機，但只能有一個Printer Spooler,以避免兩個列印工作同時輸出到印表機中。每台電腦可以有若干個通訊連接埠，系統應當集中管理這些通訊連接埠，以避免一個通訊連接埠被兩個請求同時調用。內部資源，譬如，大多數的軟體都有一個（甚至多個）屬性檔案存放系統配置。這樣的系統應當由一個對象來管理這些屬性檔案。

一個例子：Windows 資源回收筒。
在整個視窗系統中，資源回收筒只能有一個執行個體，整個系統都使用這個惟一的執行個體，而且資源回收筒自行提供自己的執行個體。因此，資源回收筒是單例模式的應用。

兩種形式：
1，餓漢式單例類
public class Singleton {

private Singleton(){}

//在自己內部定義自己一個執行個體，是不是很奇怪？
//注意這是private 只供內部調用

private static Singleton instance = new Singleton();

//這裡提供了一個供外部存取本class的靜態方法，可以直接存取
public static Singleton getInstance() {
return instance;
}
}

2，懶漢式單例類

public class Singleton {

private static Singleton instance = null;

public static synchronized Singleton getInstance() {

//這個方法比上面有所改進，不用每次都進行產生對象，只是第一次

//使用時產生執行個體，提高了效率！
if (instance==null)
instance＝new Singleton();
return instance; }

}

第二中形式是lazy initialization，也就是說第一次調用時初始Singleton，以後就不用再產生了。...餘下全文>>
 
java 單例模式（單一設計模式）怎保證的只可以產生一個執行個體？更具體的解釋

我覺得這個注釋已經說得很清楚了，GOF的23種設計模式說得很清楚，單例，就是一個Class在一個Classloader中只有一個執行個體。在類中寫一個私人的構造器，那麼除了自己，在其他類中都無法建立這個類的執行個體，其中有一個靜態域也就是自己的執行個體，由自己NEW出來的，其中的可以被其他類訪問的靜態方法只是返回這個執行個體，而不會去再New，所以保證了不能再建立第二個！