單例模式有一下特色:
1、單例類別只能有一個實例。
2、單例類別必須自己自己創建自己的唯一實例。
3、單例類別必須給所有其他物件提供此實例。
單例模式確保某個類別只有一個實例,並且自行實例化並向整個系統提供這個實例。在電腦系統中,執行緒池、快取、日誌物件、對話方塊、印表機、顯示卡的驅動程式物件常被設計成單例。這些應用都或多或少具有資源管理器的功能。每台電腦可以有若干台印表機,但只能有一個Printer Spooler,以避免兩個列印作業同時輸出到印表機。每台電腦可以有若干通信端口,系統應集中管理這些通信端口,以避免一個通信端口同時被兩個請求同時調用。總之,選擇單例模式就是為了避免不一致狀態,避免政出多頭。
首先來看一個經典的單例實作。
複製代碼代碼如下:
public class Singleton {
private static Singleton uniqueInstance = null;
private Singleton() {
// Exists only to defeat instantiation.
}
public static Singleton getInstance() { if (uniqueInstance == null) {
uniqueInstance = new Singleton();
}
return uniqueInstance;
}
// Other methods...
}
Singleton透過將建構方法限定為private避免了類別在外部被實例化,在同一個虛擬機器範圍內,Singleton的唯一實例只能透過getInstance()方法存取。 (事實上,透過Java反射機制是能夠實例化構造方法為private的類別的,那基本上會使所有的Java單例實現失效。此問題在此處不做討論,姑且掩耳盜鈴地認為反射機制不存在。
但是以上實作沒有考慮線程安全性問題。所謂線程安全是指:如果你的程式碼所在的進程中有多個執行緒同時運行,而這些執行緒可能會同時運行這段程式碼。如果每次運行結果和單執行緒運行的結果是一樣的,而且其他的變數的值也和預期的是一樣的,就是執行緒安全的。或者說:一個類別或程式所提供的介面對於執行緒來說是原子操作或是多個執行緒之間的切換不會導致該介面的執行結果存在二義性,也就是說我們不用考慮同步的問題。顯然以上實作並不符合執行緒安全的要求,在並發環境下很可能出現多個Singleton實例。
複製代碼代碼如下:
//餓漢式單例類別.在類別初始化時,已經自行實例化
public class Singleton1 {
//私有的預設建構子
private Singleton1() {}
//已經自行實例化
private static final Singleton1 single = new Singleton1();
//靜態工廠方法
public static Singleton1 getInstance() {
return single;
}
}
//懶漢式單例類別.在第一次呼叫的時候實例化
public class Singleton2 {
//私有的預設建構子
private Singleton2() {}
//注意,這裡沒有final
private static Singleton2 single=null;
//靜態工廠方法
public synchronized static Singleton2 getInstance() {
if (single == null) {
single = new Singleton2();
}
return single;
}
}