資訊專欄INFORMATION COLUMN
摘要：單例是應(yīng)用開發(fā)中一種設(shè)計(jì)模式，主要應(yīng)用場景為當(dāng)且僅當(dāng)系統(tǒng)中只能保留一個(gè)對象時(shí)使用。本文提出中可以在生產(chǎn)環(huán)境中使用的單例設(shè)計(jì)模式。在的一書中給出了三種單例設(shè)計(jì)模式采用靜態(tài)變量這種寫法使用了私有的構(gòu)造方法。
應(yīng)用場景單例是應(yīng)用開發(fā)中一種設(shè)計(jì)模式，主要應(yīng)用場景為：當(dāng)且僅當(dāng)系統(tǒng)中只能保留一個(gè)對象時(shí)使用。本文提出4中可以在生產(chǎn)環(huán)境中使用的單例設(shè)計(jì)模式。推薦使用enum的方式。
例如一下應(yīng)用場景[1]：
1、 Windows的Task Manager（任務(wù)管理器）就是很典型的單例模式（這個(gè)很熟悉吧），想想看，是不是呢，你能打開兩個(gè)windows task manager嗎？
2、網(wǎng)站的瀏覽人數(shù)統(tǒng)計(jì)，一般也是采用單例模式實(shí)現(xiàn)，否則難以同步。
3、應(yīng)用程序的日志應(yīng)用，一般都何用單例模式實(shí)現(xiàn)，這一般是由于共享的日志文件一直處于打開狀態(tài)，因?yàn)橹荒苡幸粋€(gè)實(shí)例去操作，否則內(nèi)容不好追加。
//todo
在joshua block 的《effective java second edition》 一書中給出了三種單例設(shè)計(jì)模式
public class TaskManager {
public static final TaskManager INSTANCE = new TaskManager ();
private TaskManager (){}
//...
}
這種寫法使用了私有的構(gòu)造方法。來保證只能有一個(gè)實(shí)例,但是這種方法也有例外情況，因?yàn)?，你可以通過反射來調(diào)用私有構(gòu)造方法。這個(gè)時(shí)候你可以拋出異常。以下代碼僅作為參考。
public class TaskManager {
public static final TaskManager INSTANCE = new TaskManager();
private TaskManager() {
if (INSTANCE != null) {
try {
throw new Exception("An object already exists");
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
//...
}
2、采用靜態(tài)方法
public class TaskManager {
private static final TaskManager INSTANCE = new TaskManager();
private TaskManager() {}
public static TaskManager getINSTANCE() {
return INSTANCE;
}
//...
}
3、采用enum的方式
這種模式是目前最佳的，因?yàn)椋?br>1、JVM會(huì)保證enum不能被反射并且構(gòu)造器方法只執(zhí)行一次。
2、此方法無償提供了序列化機(jī)制，絕對防止反序列化時(shí)多次實(shí)例化。
3、運(yùn)行時(shí)（compile-time ）創(chuàng)建對象（懶加載） // todo 關(guān)于cmpile-time和run-time有時(shí)間我多帶帶寫一篇文章。
enum是jdk5的特性，現(xiàn)在（2017）web應(yīng)用普遍在jdk6、7、8，所以可以放心使用。
目前最佳的方式是使用接口的方式(解耦):
interface Resource {
Object doSomething();
}
public enum SomeThing implements Resource {
INSTANCE {
@Override
public Object doSomething() {
return "I am a Singleton nstance";
}
};
}
class Demo {
public static void main(String[] args) {
System.out.println(SomeThing.INSTANCE.doSomething());
}
}
或者不使用接口的形式
public enum SomeThing {
INSTANCE;
public void doSomething() {
System.out.println("INSTANCE = " + INSTANCE);
}
}
class Demo {
public static void main(String[] args) {
SomeThing.INSTANCE.doSomething();
}
}
也有人用其他的方式，我對這種方法持強(qiáng)烈反對,具體可以參考文獻(xiàn)4，以下代碼僅做參考
class Resource {
}
public enum SomeThing {
INSTANCE;
private Resource instance;
SomeThing() {
instance = new Resource();
}
public Resource getInstance() {
return instance;
}
}
class Demo {
public static void main(String[] args) {
System.out.println(SomeThing.INSTANCE.getInstance());
}
}
在其他文章中有提到“懶漢”、“惡漢”的名詞，其實(shí)懶漢主要就是"懶"加載[注：指在使用時(shí)裝載，不使用時(shí)不進(jìn)行裝載]
有人提出這種懶漢設(shè)計(jì)
public class Singleton {
private static Singleton instance;
private Singleton (){}
public static Singleton getInstance() {
if (instance == null) {
instance = new Singleton();
}
return instance;
}
}
很顯然這種設(shè)計(jì)線程不安全，一般不會(huì)使用。
有人又提出了懶漢改進(jìn)的方法，使其線程安全。
public class Singleton {
private static Singleton instance;
private Singleton (){}
public static synchronized Singleton getInstance() {
if (instance == null) {
instance = new Singleton();
}
return instance;
}
}
這種寫法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，遺憾的是,因?yàn)槭侵亓考夋i，效率很低。
于是有人提出了雙重校驗(yàn)鎖機(jī)制,這個(gè)用的也比較多。
下面代碼就是用double checked locking 方法實(shí)現(xiàn)的單例，這里的getInstance()方法要檢查兩次，確保是否實(shí)例INSTANCE是否為null或者已經(jīng)實(shí)例化了，這也是為什么叫double checked locking 模式。
/**
* Singleton pattern example with Double checked Locking
*/
public class DoubleCheckedLockingSingleton{
private volatile DoubleCheckedLockingSingleton INSTANCE;
private DoubleCheckedLockingSingleton(){}
public DoubleCheckedLockingSingleton getInstance(){
if(INSTANCE == null){
synchronized(DoubleCheckedLockingSingleton.class){
//double checking Singleton instance
if(INSTANCE == null){
INSTANCE = new DoubleCheckedLockingSingleton();
}
}
}
return INSTANCE;
}
}
參考文獻(xiàn)：
[1] Jason Cai, 設(shè)計(jì)模式之——單例模式(Singleton)的常見應(yīng)用場景
[2] cantellow, 單例模式的七種寫法
[3] Javarevisited, 單例模式中為什么用枚舉更好
[4] natsumi, Java枚舉實(shí)現(xiàn)單例模式
[5] zejian_，深入理解Java枚舉類型(enum)
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