单例（Singleton）模式

 

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、饿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
     */
    synchronized public static LazySingleton getInstance()
    {
        if (instance == null)
            instance = new LazySingleton();
        return instance;                        
    }
}
四、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!");  
       }
}
五、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
六、单例模式邪恶论：四、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。