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Java设计模式之单态模式(Singleton模式)介绍

程序员文章站 2024-03-02 09:58:37
定义:singleton模式主要作用是保证在java应用程序中,一个类class只有一个实例存在。 在很多操作中,比如建立目录 数据库连接都需要这样的单线程操作。 还有...

定义:singleton模式主要作用是保证在java应用程序中,一个类class只有一个实例存在。

在很多操作中,比如建立目录 数据库连接都需要这样的单线程操作。

还有,singleton能够被状态化;这样,多个单态类在一起就可以作为一个状态仓库一样向外提供服务,比如,你要论坛中的帖子计数器,每次浏览一次需要计数,单态类能否保持住这个计数,并且能synchronize的安全自动加1,如果你要把这个数字永久保存到数据库,你可以在不修改单态接口的情况下方便的做到。

另外方面,singleton也能够被无状态化。提供工具性质的功能,

singleton模式就为我们提供了这样实现的可能。使用singleton的好处还在于可以节省内存,因为它限制了实例的个数,有利于java垃圾回收(garbage collection)。

我们常常看到工厂模式中类装入器(class loader)中也用singleton模式实现的,因为被装入的类实际也属于资源。

如何使用单例模式

一般singleton模式通常有几种形式:

复制代码 代码如下:

public class singleton {
    private singleton(){}
 //在自己内部定义自己一个实例,是不是很奇怪?
 //注意这是private 只供内部调用
 private static singleton instance = new singleton();
 //这里提供了一个供外部访问本class的静态方法,可以直接访问  
 public static singleton getinstance() {
  return instance;   
 }
}

第二种形式:
复制代码 代码如下:

public class singleton {
 private static singleton instance = null;
 public static synchronized singleton getinstance() {
     //这个方法比上面有所改进,不用每次都进行生成对象,只是第一次     
     //使用时生成实例,提高了效率!
     if (instance==null)
      instance=new singleton();
  return instance;
    }
}

使用singleton.getinstance()可以访问单态类。

上面第二中形式是lazy initialization,也就是说第一次调用时初始singleton,以后就不用再生成了。

注意到lazy initialization形式中的synchronized,这个synchronized很重要,如果没有synchronized,那么使用getinstance()是有可能得到多个singleton实例。关于lazy initialization的singleton有很多涉及double-checked locking (dcl)的讨论,有兴趣者进一步研究。

一般认为第一种形式要更加安全些。

使用单例模式注意事项

有时在某些情况下,使用singleton并不能达到singleton的目的,如有多个singleton对象同时被不同的类装入器装载;在ejb这样的分布式系统中使用也要注意这种情况,因为ejb是跨服务器,跨jvm的。

我们以sun公司的宠物店源码(pet store 1.3.1)的servicelocator为例稍微分析一下:

在pet store中servicelocator有两种,一个是ejb目录下;一个是web目录下,我们检查这两个servicelocator会发现内容差不多,都是提供ejb的查询定位服务,可是为什么要分开呢?仔细研究对这两种servicelocator才发现区别:在web中的servicelocator的采取singleton模式,servicelocator属于资源定位,理所当然应该使用singleton模式。但是在ejb中,singleton模式已经失去作用,所以servicelocator才分成两种,一种面向web服务的,一种是面向ejb服务的。

singleton模式看起来简单,使用方法也很方便,但是真正用好,是非常不容易,需要对java的类 线程 内存等概念有相当的了解。