设计模式(十四)单例模式

懒汉，线程不安全

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

懒汉，线程安全

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

饿汉

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

这种方式基于classloder机制避免了多线程的同步问题，不过，instance在类装载时就实例化，虽然导致类装载的原因有很多种，在单例模式中大多数都是调用getInstance方法， 但是也不能确定有其他的方式（或者其他的静态方法）导致类装载，这时候初始化instance显然没有达到lazy loading的效果。

饿汉，变种

public class Singleton {
     private Singleton instance = null;
     static {
         instance = new Singleton();
     }
     private Singleton (){}
     public static Singleton getInstance() {
          return this.instance;
     }
}

静态内部类

public class Singleton {
     private static class SingletonHolder {
          private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
     }
     private Singleton (){}
     public static final Singleton getInstance() {
           return SingletonHolder.INSTANCE;
     }
}

这种方式同样利用了classloder的机制来保证初始化instance时只有一个线程，它跟第三种和第四种方式不同的是（很细微的差别）：第三种和第四种方式是只要Singleton类被装载了，那么instance就会被实例化（没有达到lazy loading效果），而这种方式是Singleton类被装载了，instance不一定被初始化。因为SingletonHolder类没有被主动使用，只有显示通过调用getInstance方法时，才会显示装载SingletonHolder类，从而实例化instance。想象一下，如果实例化instance很消耗资源，我想让他延迟加载，另外一方面，我不希望在Singleton类加载时就实例化，因为我不能确保Singleton类还可能在其他的地方被主动使用从而被加载，那么这个时候实例化instance显然是不合适的。这个时候，这种方式相比第三和第四种方式就显得很合理。

枚举

public enum Singleton {
     INSTANCE;
     public void whateverMethod() {
     }
}

这种方式是Effective Java作者Josh Bloch 提倡的方式，它不仅能避免多线程同步问题，而且还能防止反序列化重新创建新的对象，可谓是很坚强的壁垒啊，不过，个人认为由于1.5中才加入enum特性，用这种方式写不免让人感觉生疏，在实际工作中，我也很少看见有人这么写过。

双重校验锁

public class Singleton {
     private volatile static Singleton singleton;
     private Singleton (){}
     public static Singleton getSingleton() {
     if (singleton == null) {
         synchronized (Singleton.class) {
             if (singleton == null) {
                 singleton = new Singleton();
             }
         }
     }
     return singleton;
     }
}

总结

有两个问题需要注意：

1、如果单例由不同的类装载器装入，那便有可能存在多个单例类的实例。假定不是远端存取，例如一些servlet容器对每个servlet使用完全不同的类装载器，这样的话如果有两个servlet访问一个单例类，它们就都会有各自的实例。

2、如果Singleton实现了java.io.Serializable接口，那么这个类的实例就可能被序列化和复原。不管怎样，如果你序列化一个单例类的对象，接下来复原多个那个对象，那你就会有多个单例类的实例。

对第一个问题修复的办法是：

private static Class getClass(String classname)  throws ClassNotFoundException {
       ClassLoader classLoader = Thread.currentThread().getContextClassLoader();     

       if(classLoader == null)
          classLoader = Singleton.class.getClassLoader();     

       return (classLoader.loadClass(classname));
}

对第二个问题修复的办法是：

public class Singleton implements java.io.Serializable {
    public static Singleton INSTANCE = new Singleton();     

    protected Singleton() {     

    }
    private Object readResolve() {
             return INSTANCE;
    }
}

我是天王盖地虎的分割线

参考：http://cantellow.javaeye.com/blog/838473