设计模式学习笔记：单例（singleton）模式

Written on July 28, 2008 – 4:47 pm | by 陈炬 | 63 views

From Wikipedia: the singleton pattern is a design pattern that is used to restrict instantiation of a class to one object.

文中关于设计模式的描述与实现很可能跟Java语言特性有关。

单例模式是很简单的一种设计模式，它的主要目的是保证在程序运行过程中，某个特定的类只存在一个实例。很多时候，我们采用将类的成员和方法静态化也可以实现这样的需求。有的时候，这样做是无伤大雅的，但是有的时候采用静态方法来替代单利模式是不恰当的。且这还会跟具体的语言特性相关。

Java采用构造器来创建一个新的实例，因此只需要将构造器设为私有，便可以阻止其他类不负责任的随意构造实例，同时，我们还需要有一个静态的方法来返回或者构造一个实例。简单代码如下：

public class Singleton{
        private static Singleton foo;
        private Singleton(){}
        /*
         a lot of other codes here
        */
        public Singleton getInstance(){
                 if(foo==null) foo=new Singleton();
                 return foo;
        }
}

可以看到，单例模式无论从概念上还是实现上都是比较简单的。但是，如果我们的代码运行在多线程环境中，会发生什么情况呢？如果运气足够的不好，方法getInstance()可能同时由几个线程在调用，而此时恰好foo还是null，那么就会创建多个实例。我们的getInstance方法不是线程安全的，如何解决呢？

方法1：getInstance()方法仅仅在实例还没有被创建的时候才会出现线程不安全的问题，如果我们非常早的就创建了实例，那么就没有这个问题了，比如这样：

1	private static Singleton foo=new Singleton();

因此，解决单例模式线程安全问题一种方法就是非常早的实例化。

方法2：利用Java的同步机制，对getInstance()方法加锁，可以彻底避免线程安全问题，比如：

1	synchronized getInstance(){..

，这种方法能解决问题，但是性能相当底下，不推荐使用。

方法3：同方法2一样的思路，只是不是对方法本身加锁，而只是对方法内部其中的一块加锁。这种特性只有Java5.0以后才支持。真正造成线程安全问题的是getInstance中创建实例的部分，只需要同步这部分即可。

  public Singleton getInstance(){
           if(foo==null) {
                  synchronized {
                      if(foo==null)    foo=new Singleton();
                  }
              }
           return foo;
        }