JAVA设计模式——单例（Singleton）模式 多种实现方法

转载地址：/article/11514002.html

一、单例（Singleton）模式

　　单例模式的要点有三个：一是某个类只能有一个实例，二是它必需自行创建这个实例，三是它必须向整个系统自行提供这个实例．

二、恶汉式单例类

饿汉式单例类是一个典型的单例类，下面是一个它的实现：

/*
* 饿汉式单例类，不能被继承
*/
public class HungrySingleton {
/*
* Singleton类自己将自己实例化
* 此该类被加载时,静态变量instance 会通过调用私有构造函数被实例化
*/
private static final HungrySingleton instance = new HungrySingleton();

/*
* 私有构造函数防止此类被外界调用而产生多个实例
* 由于构造函数私有的类，所以不能被继承
*/
private HungrySingleton(){}

public static HungrySingleton getInstance()
{
return instance;
}
}

三、懒汉式单例类：

　与饿汉式单例类不同的是，懒汉式单例类只有在第一次引用时才被实例化．

/*
* 懒汉式单例类,不能被继承
*/
public class LazySingleton {
/*
* Singleton类自己将自己实例化
* 此该类被加载时,静态变量instance 会通过调用私有构造函数被实例化
*/
private static LazySingleton instance = null;

/*
* 私有构造函数防止此类被外界调用而产生多个实例
*/
private LazySingleton(){}

/*
* synchronized同步化以处理多线程环境
*/
public synchronized static LazySingleton getInstance()
{
if (instance == null)
instance = new LazySingleton();
return instance;
}

/*
* 双重校验锁
*/
//    public static LazySingleton getInstance()
//    {
//        if (instance == null)
//            synchronized(instance) {
//		if(instance == null){
//                    instance = new LazySingleton();
//		}
//	    }
//        return instance;
//    }

}

四、静态内部类

/**
* 静态内部类 优点：加载时不会初始化静态变量INSTANCE，因为没有主动使用，达到Lazy loading
*/
class InternalSingleton{
private static class SingletonHolder{
private final static  InternalSingleton INSTANCE=new InternalSingleton();
}
private InternalSingleton(){}
public static InternalSingleton getInstance(){
return SingletonHolder.INSTANCE;
}
}

五、枚举

/**
* 枚举，《Effective Java》作者推荐使用的方法，优点：不仅能避免多线程同步问题，而且还能防止反序列化重新创建新的对象
*/
enum EnumSingleton{
INSTANCE;
public void doSomeThing(){
}
}

六、登记式单例类

登记式单例类是针对上面两种单例类不能被继承的特点而设计的．下面是它的一个实现：

import java.util.HashMap;

public class Singleton
{
//用来存放对应关系
private static HashMap sinRegistry = new HashMap();
static private Singleton s = new Singleton();
//受保护的构造函数
protected Singleton()
{}
public static Singleton getInstance(String name)
{
if(name == null)
name = "Singleton";
if(sinRegistry.get(name)==null)
{
try{
sinRegistry.put(name , Class.forName(name).newInstance());
}catch(Exception e)
{
e.printStackTrace();
}
}
return (Singleton)(sinRegistry.get(name));
}
public void test()
{
System.out.println("getclasssuccess!");
}
}

public class SingletonChild1 extends Singleton
{
public SingletonChild1(){}
static    public SingletonChild1 getInstance()
{
return (SingletonChild1)Singleton.getInstance("SingletonChild1");
}
public void test()
{
System.out.println("getclasssuccess111!");
}
}

七、各个单例类的比较:

　　单从资源利用角度来讲, 饿汉式单例类较好; 从速度和反映时间来说懒汉式单例类较好.但是, 懒汉式单例类在实例化时, 必须处理好在多线程同时首次引用此类时的访问限制问题.特别是单例类在资源控制器在实例化时必然涉及资源初始化, 而资源初始化很有可能耗费时间, 这意味着出现多线程同时引用此类的几率变得较大

八、单例模式邪恶论：

看这题目也许有点夸张，不过这对初学者是一个很好的警告。单例模式在java中的使用存在很多陷阱和假象，这使得没有意识到单例模式使用局限性的你在系统中布下了隐患……

其实这个问题早在2001年的时候就有人在网上系统的提出来过，我在这里只是老生常谈了。但是对于大多的初学者来说，可能这样的观点在还很陌生。下面我就一一列举出单例模式在java中存在的陷阱。

多个虚拟机

当系统中的单例类被拷贝运行在多个虚拟机下的时候，在每一个虚拟机下都可以创建一个实例对象。在使用了EJB、JINI、RMI技术的分布式系统中，由于中间件屏蔽掉了分布式系统在物理上的差异，所以对你来说，想知道具体哪个虚拟机下运行着哪个单例对象是很困难的。

因此，在使用以上分布技术的系统中，应该避免使用存在状态的单例模式，因为一个有状态的单例类，在不同虚拟机上，各个单例对象保存的状态很可能是不一样的，问题也就随之产生。而且在EJB中不要使用单例模式来控制访问资源，因为这是由EJB容器来负责的。在其它的分布式系统中，当每一个虚拟机中的资源是不同的时候，可以考虑使用单例模式来进行管理。

多个类加载器

当存在多个类加载器加载类的时候，即使它们加载的是相同包名，相同类名甚至每个字节都完全相同的类，也会被区别对待的。因为不同的类加载器会使用不同的命名空间（namespace）来区分同一个类。因此，单例类在多加载器的环境下会产生多个单例对象。

也许你认为出现多个类加载器的情况并不是很多。其实多个类加载器存在的情况并不少见。在很多J2EE服务器上允许存在多个servlet引擎，而每个引擎是采用不同的类加载器的；浏览器中applet小程序通过网络加载类的时候，由于安全因素，采用的是特殊的类加载器，等等。

这种情况下，由状态的单例模式也会给系统带来隐患。因此除非系统由协调机制，在一般情况下不要使用存在状态的单例模式。

错误的同步处理

在使用上面介绍的懒汉式单例模式时，同步处理的恰当与否也是至关重要的。不然可能会达不到得到单个对象的效果，还可能引发死锁等错误。因此在使用懒汉式单例模式时一定要对同步有所了解。不过使用饿汉式单例模式就可以避免这个问题。

子类破坏了对象控制

在上一节介绍最后一种扩展性较好的单例模式实现方式的时候，就提到，由于类构造函数变得不再私有，就有可能失去对对象的控制。这种情况只能通过良好的文档来规范。

串行化（可序列化）

为了使一个单例类变成可串行化的，仅仅在声明中添加“implements Serializable”是不够的。因为一个串行化的对象在每次返串行化的时候，都会创建一个新的对象，而不仅仅是一个对原有对象的引用。为了防止这种情况，可以在单例类中加入readResolve方法。关于这个方法的具体情况请参考《Effective Java》一书第57条建议。

其实对象的串行化并不仅局限于上述方式，还存在基于XML格式的对象串行化方式。这种方式也存在上述的问题，所以在使用的时候要格外小心。