單例模式分享

　　單例模式：是一種常用的軟體設計模式，在它的核心結構中值包含一個被稱為單例的特殊類別。一個類別只有一個實例，即一個類別只有一個物件實例。

　　對於系統中的某些類別來說，只有一個實例很重要，例如，一個系統中可以存在多個列印任務，但是只能有一個正在工作的任務；售票時，一共有100張票，可有多個窗口同時售票，但需要保證不要超售（這裡的票數餘裕就是單例，售票涉及到多線程）。如果不是用機制對窗口物件進行唯一化將彈出多個窗口，如果這些窗口顯示的都是相同的內容，重複創建就會浪費資源。

　　應用場景（來源：《大話設計模式》）：

　　　　需求：在前端創建工具箱窗口，工具箱要么不出現，出現也只出現一個

　　　　遇到問題：每次點選選單都會重複建立「工具箱」視窗。

　　　　解決方案一：使用if語句，在每次建立物件的時候先進行判斷是否為null，如果再為null再建立物件。

　　　　需求：如果在5個地方需要實例出工具箱窗體

　　　　遇到問題：這個小bug需要改變5個地方，並且程式碼重複，程式碼利用率低

#　　　　解決方案二：利用單例模式，保證一個類別只有一個實例，並提供一個存取它的全域存取點。

　　 單例模式可以分為懶漢式與餓漢式：

　　　　懶漢式單例模式：在類別載入時不初始化。

　　　　餓漢式單例模式：在類別載入時就完成了初始化，所以類別載入比較慢，但取得物件的速度快。

　　第一種（懶漢，線程不安全）:

public class SingletonDemo1 {private static SingletonDemo1 instance;private SingletonDemo1(){}public static SingletonDemo1 getInstance(){if (instance == null) {
            instance = new SingletonDemo1();
        }return instance;
    }
}

這種寫法lazy loading很明顯，但是致命的是在多執行緒不能正常工作。

    第二種（懶漢，執行緒安全）：

public class SingletonDemo2 {private static SingletonDemo2 instance;private SingletonDemo2(){}public static synchronized SingletonDemo2 getInstance(){if (instance == null) {
            instance = new SingletonDemo2();
        }return instance;
    }
}

這種寫法在getInstance()方法中加入了synchronized鎖。能夠在多線程中很好的工作，而且看起來它也具備很好的lazy loading，但是效率很低（因為鎖），而且大多數情況下不需要同步。

    第三種（餓漢）：

public class SingletonDemo3 {private static SingletonDemo3 instance = new SingletonDemo3();private SingletonDemo3(){}public static SingletonDemo3 getInstance(){return instance;
    }
}

這種方式是基於classloder機制避免了多執行緒的同步問題，不過，instance在類別裝載時就實例化，這時候初始化instance顯然沒有達到lazy loading的效果。

　  第四種（餓漢，變種）：

public class SingletonDemo4 {private static SingletonDemo4 instance = null;static{
        instance = new SingletonDemo4();
    }private SingletonDemo4(){}public static SingletonDemo4 getInstance(){return instance;
    }
}

表面上看起來差異挺大，其實更第三種方式差不多，都是在類別初始化即實例化instance

#    第五種（靜態內部類別）：

public class SingletonDemo5 {private static class SingletonHolder{private static final SingletonDemo5 instance = new SingletonDemo5();
    }private SingletonDemo5(){}public static final SingletonDemo5 getInsatance(){return SingletonHolder.instance;
    }
}

這種方式同樣利用了classloder的機制來保證初始化instance時只有一個線程，它跟第三種和第四種方式不同的是（很細微的差別）：第三種和第四種方式是只要Singleton類被裝載了，那麼instance就會被實例化（沒有達到lazy loading效果），而這種方式是Singleton類被裝載了，instance不一定被初始化。因為SingletonHolder類別沒有被主動使用，只有顯示透過呼叫getInstance方法時，才會顯示裝載SingletonHolder類，從而實例化instance。想像一下，如果實例化instance很消耗資源，我想讓他延遲加載，另外一方面，我不希望在Singleton類加載時就實例化，因為我不能確保Singleton類還可能在其他的地方被主動使用從而被加載，那麼這個時候實例化instance顯然是不合適的。這時候，這種方式比起第三和第四種方法就顯得更合理。

第六種（枚舉）：

public enum SingletonDemo6 {
    instance;public void whateverMethod(){
    }
}

這種方式是Effective Java作者Josh Bloch 所提倡的方式，它不僅能避免多線程同步問題，而且還能防止反序列化重新創建新的對象，可謂是很堅強的壁壘啊，不過，個人認為由於1.5中才加入enum特性，用這種方式寫不免讓人感覺生疏，在實際工作中，我也很少看見有人這麼寫過。

第七種（雙校驗鎖定）：

public class SingletonDemo7 {private volatile static SingletonDemo7 singletonDemo7;private SingletonDemo7(){}public static SingletonDemo7 getSingletonDemo7(){if (singletonDemo7 == null) {synchronized (SingletonDemo7.class) {if (singletonDemo7 == null) {
                    singletonDemo7 = new SingletonDemo7();
                }
            }
        }return singletonDemo7;
    }
}

這個是第二種方式的升級版，俗稱雙重檢查鎖定，詳細介紹請查看：

在JDK1.5之後，雙重檢查鎖定才能夠正常達到單例效果。

 

多執行緒時的單例，在多執行緒的程式中，多個執行緒同時存取該單例，會有可能建立多個實例。這個時候就需要用「鎖」將它鎖起來。包括鎖、死鎖、鎖之間的通信，關於多線程這部分待後續詳解！

參考：

以上是單例模式分享的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！