经典的单件模式
public class Singleton { private static Singleton uniqueInstance; //一个静态变量持有Singleton类的唯一实例。 // 其他有用的实例变量写在这里 //构造器声明为私有,只有Singleton可以实例化这个类! private Singleton() () public static Singleton getInstance(){ if(uniqueInstance == null){ uniqueInstance = new Singleton();//getInstance()方法提供了一种实例化该类的方式,也返回它的一个实例。 } return uniqueInstance ; }}
单件模式没有公开的构造器,构造器声明为私有;为了获得一个单件对象,不是实例化一个,只是请求一个实例。因此类有一个静态方法,称为getInstance()。
用途:常常被用来管理资源池,像连接或者线程池。
你有一个包含注册表设置的对象。你不想让这个对象有多个副本,到处赋值一这会导致混乱。通过使用像单件模式这样的对象,你可以确保应用中的每个对象使用同一全局资源。
例子–巧克力工厂
一个Choc-O-Hoic公司的工业强度巧克力锅炉控制器类
public class ChocolateBoiler { private boolean empty; private boolean boiled; //这段代码只有在锅炉空的时候才启动! public ChocolateBoiler(){ empty = true; boiled = false; } //要往锅炉里填充原料,锅炉必须是空的。一旦锅炉满了,我们就设置empty和boiled标志 public void fill() { if(isEmpty()) { empty = false; boiled = false; //往锅炉里填充牛奶/巧克力混合物 } } //要排空锅炉,锅炉必须是满的 (非空) 且煮过的。一旦排出完毕,我们把empty设置回true。 public void drain() { if(!isEmpty() && isBoiled()) { //排出煮沸的牛奶和巧克力 empty = true; } } //要煮混合物,锅炉必须是满而且未煮过的。一旦煮沸,我们r把boiled标志设为true。 public void boil() { if(!isEmpty() &&!isBoiled()) { //将炉内物煮沸 boiled = true; } } public boolean isEmpty() {return empty;} public boolean isBoiled() (return boiled;}}
改成单件模式
public class ChocolateBoiler { private boolean empty; private boolean boiled; //改动一: private static Chocolateboiler uniqueinatance; //改动二: private ChocolateBoiler(){ empty = true; boiled = false; } //改动三: public static ChocolateBoiler getInstance(){ if(uniqueInstance == null) { uniqueInstance = new ChocolateBoiler() } return uniqueInstance; } public void fill() { if(isEmpty()) { empty = false; boiled = false; //往锅炉里填充牛奶/巧克力混合物 } } // 剩下的chocolateBoiler代码·}
单件模式
单件模式:确保一个类只有一个实例,并提供一个全局访问点;
类图:
添加线程造成的问题
解决多线程:通过把getInstance()方法变成同步(Synchronized)方法;
但是同步导致性能开销大
改进多线程
1.如果getlnstance()的性能对应用来说不是很关键,什么也不做。
2.转为急切(eagerly) 创建实例,而不用延迟创建
用这个方法,当类被加载时,我们依靠JVM来创建单件的唯一实例。JVM 保证在任何线程访问静态uniqueInstance变量之前,实例会被创建。
public class Singleton { //在静态初始化器中创建单件实例,这段代码保证是线程安全的! private static Singleton uniqueInstance = new Singleton(); private Singleton() {} public static Singleton getInstance() { return uniqueInstance;//我们已经有了一个实例,因此返回它即可。 }}
3.用“双重检查加锁”在getlnstance()减少使用同步
双重检查加锁不适用1.4以及更早版本的Java!
public class Singleton { //volatile关键词确保:当uniquelnstance变量被初始化为单件实例时,多个线程正确处理uniquelnstance变量 private volatilestatic Singleton uniqueInstance; private Singleton() {} public static Singleton getInstance() { if(uniqueInstance == null) {//检查实例,如果没有,进入同步区块。 synchronized(Singleton.class){//注意,只有第一次才同步 if(uniqueInstance == null) { uniqueInstance = new Singleton();//进入区块后,再检查一次。如果依然是空的,创建一个实例。 } } } return uniqueInstance; }}
总结
单件,确保一个类只有一个实例,并提供全局访问点。
当你需要确保应用中的某个类只有一个实例,就用单件模式吧。
要点
1.单件模式确保应用中个类最多只有一个实例。
2.单件模式也提供访问此实例的全局点。
3.Java的单件实现用了一个私有构造器、一个静态方法以及一个静态变量。
4.检查你的性能和资源约束,为多线程应用小心选择一个适当的单件实现 (我们应该把所有应用都考虑为是多线程的)。
5.提防双重检查加锁实现。Java 5之前的版本,不是线程安全的
6.如果你使用多个类加载器,要小心,可能导致单件实现失效,导致出现多个实例。
7.你可以使用Java的枚举来简化单件的实现。