java设计模式之单例模式

在java中，单例模式（Singleton）保证了在一个jvm中只有一个实例存在。

为什么使用单例模式？

1.对于一些需要频繁创建的大型对象，可以减小开销。

2.减少new的操作，减少了内存的访问频率。

3.有些逻辑需值需要一个实例存在。

一个简单的单例模式

public class Singleton {

private static Singleton singletonInstance = null;

private Singleton(){

}

public static Singleton getInstance()
{
if(singletonInstance == null)
singletonInstance = new Singleton();

return singletonInstance;
}

}

分析：

该单例在多线程环境下是会出问题的。

改进一：在getInstance方法上加synchronized关键字

public static synchronized Singleton getInstance()
{
if(singletonInstance == null)
singletonInstance = new Singleton();

return singletonInstance;
}

分析：

这样在每次获取实例的时候都需要加锁，性能明显下降，实际上只需要在第一次创建实例的时候需要加锁，之后再获取实例就不需要再加锁了。

改进二：只在创建实例的时候加锁

public class Singleton {

private static Singleton singletonInstance = null;

private Singleton(){

}

public static  Singleton getInstance()
{
if(singletonInstance == null){

synchronized(singletonInstance){

if(singletonInstance == null){

singletonInstance = new Singleton();
}
}
}
return singletonInstance;
}

}

分析：

这样还是会出现问题，主要是由于singletonInstance = new Singleton();这句话在jvm中执行的顺序造成的，如果jvm首先分配空间，然后赋给singletonInstance，最后初始化实例， 就会出现问题，如A、B两个线程，A、B同时进入if语句，A判断singletonInstance为空，执行new操作，jvm分配了一块空间并赋给singletonInstance，但并没有初始化，然后A离开synchronized块，B进入发现singletonInstance不为空，直接返回，但实际上此时并未初始化，在使用的时候就会出现问题。

改进三：使用内部类

public class Singleton {

private Singleton(){

}

private static class SingletonFactory
{
private static Singleton singletonInstance = new Singleton();
}

public Singleton getInstance()
{
return SingletonFactory.singletonInstance;
}

}

分析：

JVM内部的机制能够保证当一个类被加载的时候，这个类的加载过程是线程互斥的。这样当我们第一次调用getInstance的时候，JVM能够帮我们保证instance只被创建一次，并且会保证把赋值给instance的内存初始化完毕，这样我们就不用担心上面的问题。同时该方法也只会在第一次调用的时候使用互斥机制，这样就解决了低性能问题。实际上如果实例化抛出异常的话也会出问题。

另一种相对完美的实现：创建和获取实例分离

public class Singleton {

private static Singleton singletonInstance = null;

private Singleton(){

}

private static synchronized void init()
{
singletonInstance= new Singleton();
}

public static  Singleton getInstance()
{
if(singletonInstance == null){
init();
}
return singletonInstance;
}

}

总结：实际上没有完美的方式，只不过根据自己的情况选择合适的方式罢了。