JAVA设计模式系列之Singleton模式

单态定义:

Singleton模式主要作用是保证在Java应用程序中，一个类Class只有一个实例存在。

 

在很多操作中，比如建立目录 数据库连接都需要这样的单线程操作。

 

还有, singleton能够被状态化; 这样，多个单态类在一起就可以作为一个状态仓库一样向外提供服务，比如，你要论坛中的帖子计数器，每次浏览一次需要计数，单态类能否保持住这个计数，并且能synchronize的安全自动加1，如果你要把这个数字永久保存到数据库，你可以在不修改单态接口的情况下方便的做到。

 

另外方面，Singleton也能够被无状态化。提供工具性质的功能，

 

Singleton模式就为我们提供了这样实现的可能。使用Singleton的好处还在于可以节省内存，因为它限制了实例的个数，有利于Java垃圾回收（garbage collection）。

 

我们常常看到工厂模式中类装入器(class loader)中也用Singleton模式实现的,因为被装入的类实际也属于资源。

 

 

如何使用?

一般Singleton模式通常有几种形式:

 

public class Singleton {

 

　　private Singleton(){}

 

　　//在自己内部定义自己一个实例，是不是很奇怪？

　　//注意这是private 只供内部调用

 

　　private static Singleton instance = new Singleton();

 

　　//这里提供了一个供外部访问本class的静态方法，可以直接访问　　

　　public static Singleton getInstance() {

　　　　return instance; 　　

　　 }

}

 

 

 

 

第二种形式:

 

public class Singleton {

　　private static Singleton instance = null;

 

　　public static synchronized Singleton getInstance() {

 

　　//这个方法比上面有所改进，不用每次都进行生成对象，只是第一次　　　 　

　　//使用时生成实例，提高了效率！

　　if (instance==null)

　　　　instance＝new Singleton();

　　return instance; 　　}

 

}

 

 

 

 

使用Singleton.getInstance()可以访问单态类。

 

上面第二中形式是lazy initialization，也就是说第一次调用时初始Singleton，以后就不用再生成了。

 

注意到lazy initialization形式中的synchronized，这个synchronized很重要，如果没有synchronized，那么使用getInstance()是有可能得到多个Singleton实例。关于lazy initialization的Singleton有很多涉及double-checked locking (DCL)的讨论，有兴趣者进一步研究。

 

一般认为第一种形式要更加安全些。

 

 

使用Singleton注意事项：

有时在某些情况下，使用Singleton并不能达到Singleton的目的，如有多个Singleton对象同时被不同的类装入器装载；在EJB这样的分布式系统中使用也要注意这种情况，因为EJB是跨服务器，跨JVM的。

 

我们以SUN公司的宠物店源码(Pet Store 1.3.1)的ServiceLocator为例稍微分析一下：

 

在Pet Store中ServiceLocator有两种，一个是EJB目录下；一个是WEB目录下，我们检查这两个ServiceLocator会发现内容差不多，都是提供EJB的查询定位服务，可是为什么要分开呢？仔细研究对这两种ServiceLocator才发现区别：在WEB中的ServiceLocator的采取Singleton模式，ServiceLocator属于资源定位，理所当然应该使用Singleton模式。但是在EJB中，Singleton模式已经失去作用，所以ServiceLocator才分成两种，一种面向WEB服务的，一种是面向EJB服务的。

 

Singleton模式看起来简单，使用方法也很方便，但是真正用好，是非常不容易，需要对Java的类 线程 内存等概念有相当的了解。

 

总之：如果你的应用基于容器，那么Singleton模式少用或者不用，可以使用相关替代技术。