java 设计模式学习笔记（五）单例模式

单例模式：用来创建独一无二的，只能有一个实例的对象的入场券。

一些对象，我们只需要一个:(线程池，缓存，对话框等等)，事实上，这类对象只能有一个实例。如果制造多了了，会导致许多问题，如行为异常、资源使用过量。

全局变量的缺点，如果将对象赋值给一个全局变量，那么必须在程序一开始就创建好对象，万一这个对象非常消耗资源，而程序在这次的执行过程中又一直没用到它，就形成了浪费。

<code>public</code> <code>class</code> <code>Singleton {</code>

<code> </code><code>private</code> <code>static</code> <code>Singleton uniInstance;</code>

<code> </code><code>public</code> <code>int</code> <code>ID;</code>

<code> </code><code>private</code> <code>Singleton(</code><code>int</code> <code>id) {</code>

<code> </code><code>public</code> <code>static</code> <code>Singleton getInstance(</code><code>int</code> <code>id) {</code>

<code> </code><code>if</code> <code>(uniInstance == </code><code>null</code><code>) {</code>

<code> </code><code>uniInstance = </code><code>new</code> <code>Singleton(id);</code>

<code> </code><code>return</code> <code>uniInstance;</code>

<code>public</code> <code>class</code> <code>Main {</code>

<code> </code><code>public</code> <code>static</code> <code>void</code> <code>main(String[] args) {</code>

<code> </code><code>Singleton mSingleton,nSingleton;</code>

<code> </code><code>mSingleton = Singleton.getInstance(</code><code>3</code><code>);</code>

<code> </code><code>nSingleton = Singleton.getInstance(</code><code>4</code><code>);</code>

<code> </code><code>System.out.println(mSingleton.ID);</code>

<code> </code><code>System.err.println(nSingleton.ID);</code>

打印出来的结果，都是3，说明mSingleton与nSingleton指向同一对象，保证了实例的唯一性。

请注意，如果不需要这个实例，它就永远不会产生。

上述为单例模式的经典实现，再看下单例模式的定义：

确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。

把类设计成自己管理的一个单独实例，同时也避免其他类再自行产生实例。并且提供了这个实例的全局访问点：当你需要实例时，向类查询，它会返回单个实例。

需要注意的是，Singleton声明的实例对象必须是全局的。假设上述代码中的

<code>Singleton mSingleton,nSingleton;</code>

是分别放在不同线程中声明的，那么getInstance获得的实例就不符合单件模式规则了。

巧克力工厂：

<code> </code><code>* 这是一个巧克力锅炉控制器，锅炉做的事，就是把巧克力和牛奶融在一起，然后送到下一个阶段，以制造成巧克力棒</code>

<code>public</code> <code>class</code> <code>ChocolateBoiler {</code>

<code> </code><code>private</code> <code>boolean</code> <code>empty;</code><code>// 代码开始时，锅炉是空的</code>

<code> </code><code>private</code> <code>boolean</code> <code>boiled;</code>

<code> </code><code>public</code> <code>ChocolateBoiler() {</code>

<code> </code><code>empty = </code><code>true</code><code>;</code>

<code> </code><code>boiled = </code><code>false</code><code>;</code>

<code> </code><code>* 在锅炉内填入原料时，锅炉必须是空的。一旦填入原料，就把empty和boiled标志设置好</code>

<code> </code><code>public</code> <code>void</code> <code>fill() {</code>

<code> </code><code>if</code> <code>(isEmpty()) {</code>

<code> </code><code>empty = </code><code>false</code><code>;</code>

<code> </code><code>boiled = </code><code>true</code><code>;</code>

<code> </code><code>// 在锅炉内填满巧克力和牛奶的混合物</code>

<code> </code><code>private</code> <code>boolean</code> <code>isEmpty() {</code>

<code> </code><code>return</code> <code>empty;</code>

<code> </code><code>private</code> <code>boolean</code> <code>isBoiled() {</code>

<code> </code><code>return</code> <code>boiled;</code>

<code> </code><code>* 锅炉排出时，必须是满的（不可以是空的）而且是煮过的。排出完毕后，把empty标志设回true</code>

<code> </code><code>public</code> <code>void</code> <code>drain() {</code>

<code> </code><code>if</code> <code>(!isEmpty() && isBoiled()) {</code>

<code> </code><code>// 排除煮沸的巧克力和牛奶</code>

<code> </code><code>empty = </code><code>true</code><code>;</code>

<code> </code><code>* 煮混合物时，锅炉必须是满的，并且是没有煮过的，一旦煮沸后，就把boiled标志设为true</code>

<code> </code><code>public</code> <code>void</code> <code>boil() {</code>

<code> </code><code>if</code> <code>(!isEmpty() && !isBoiled()) {</code>

<code> </code><code>// 将炉内物煮沸</code>

注意到了，如果同时存在两个以上ChocolateBoiler实例存在，可能会存在的问题：排除500升的为主费的混合物，或者锅炉已经满了还继续放原料，或者锅炉内还没放原料就开始空烧。修改下代码：

<code> </code><code>private</code> <code>static</code> <code>ChocolateBoiler uniChocolateBoiler;</code>

<code> </code><code>private</code> <code>ChocolateBoiler() {</code>

<code> </code><code>// TODO Auto-generated constructor stub</code>

<code> </code><code>public</code> <code>static</code> <code>ChocolateBoiler getInstance() {</code>

<code> </code><code>if</code> <code>(uniChocolateBoiler == </code><code>null</code><code>) {</code>

<code> </code><code>uniChocolateBoiler = </code><code>new</code> <code>ChocolateBoiler();</code>

<code> </code><code>return</code> <code>uniChocolateBoiler;</code>

<code> </code><code>//后面代码省略</code>

又遇到了麻烦，fill方法允许在加热的过程中继续假如原料，这可是会溢出五百升的原料。是多线程导致的问题。

处理多线程，只要把getInstance()变成同步(synchronized)方法：

<code>class</code> <code>Singleton {</code>

<code> </code><code>private</code> <code>static</code> <code>Singleton uniqueInstance;</code>

<code> </code><code>private</code> <code>Singleton() {</code>

<code> </code><code>public</code> <code>static</code> <code>synchronized</code> <code>Singleton getInstance() {</code>

<code> </code><code>if</code> <code>(uniqueInstance == </code><code>null</code><code>) {</code>

<code> </code><code>uniqueInstance = </code><code>new</code> <code>Singleton();</code>

<code> </code><code>return</code> <code>uniqueInstance;</code>

综述

1.单件模式确保程序中一个类最多只有一个实例

2.单件模式也提供访问这个实例的全局点

3.在java中实现单件模式需要

（1）私有构造器

（2）一个静态方法

（3）一个静态变量

4.确定在性能和资源上的限制，然后小心地选择适当的方案来实现单件，以解决多线程的问题

由于最近一直在学习Golang，所以之后学习的设计模式如果没有涉及到Java特有的语言特性，学习笔记中的源码将由Golang来完成

本文转自 ponpon_ 51CTO博客，原文链接：http://blog.51cto.com/liuxp0827/1353917，如需转载请自行联系原作者

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