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北漂的小羊

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快速学习设计模式之单例模式-Singleton  

2012-12-10 19:17:31|  分类: 设计模式 |  标签: |举报 |字号 订阅

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0.前言

在一年多前就开始学习设计模式了,主要看的是GoF的那本书《设计模式-可复用面向对象软件的基础》,很好的一本书。当时没打算开博客,所以把所有笔记都写到了OneNote上,现在想好好整理下,尽量都写到博客里面来,一方面希望对他人有帮助,一方面也是自己知识的一个积累和巩固的过程。

 

1.正文

在23个设计模式中,最简单应该就是单例(Singleton)模式了,个人感觉学习设计模式才能更好地理解各种源码的设计,提高代码的复用性以及提高自己的编程能力。

 

意图:保证一个类仅有一个实例,并提供一个访问它的全局访问点。

 

对一些类来说,只有一个实例是很重要的。比如说线程池、缓存、对话框、日志对象等。一个全局变量使得一个对象可以被访问到,但它不能防止你实例化多个对象。 那我们怎样才能保证只有一个实例呢 ?一个好的方法就是让类自身负责保存它的唯一实例。这个类可以保证没有其它实例可以被创建,并且它提供一个访问该实例的方法。这就是单例模式(Singleton)。

 

 

结构图


快速学习设计模式之单例模式-Singleton - 天涯草 - 天涯草
 

 

 

示例代码

 

Java代码 
  1. package com.rdc.dp;  
  2.   
  3. public class Singleton {  
  4.     private static Singleton instance = null;  
  5.       
  6.     //构造方法类型是protected,意味着在同一包中的所有类和不同包的子类中都可以访问  
  7.     //这时可以改为private类型,这样就只有本类可以访问  
  8.     //private Singleton() {}  
  9.     protected Singleton() {}  
  10.     public static Singleton getIntance() {  
  11.         //延迟实例化  
  12.         if(instance == null) {  
  13.             instance = new Singleton();  
  14.         }  
  15.         return instance;  
  16.     }  
  17.   
  18. }  

 

定义一个私有的静态实例变量instance,创建这个实例的操作隐藏在本类中的一个类方法getInstance,而这个类方法保证了只有一个实例被创建。这个getInstance方法可以访问唯一的实例变量,并且可以保证这个变量在返回值之前用这个唯一实例初始化。这里还有一个无参的构造方法,其实你可以根据需要进行初始化操作。需要注意的是,这里的构造方法的类型是protected,意味着在同一包中的所有类和不同包的子类中都可以访问,这时可以改为private,这样就只有本类可以访问。

 

 

测试方法

 

Java代码 
  1. package com.rdc;  
  2. import com.rdc.dp.Singleton;  
  3.   
  4. public class Main {  
  5.     public static void main(String[] args) {  
  6.         //这里不能用new,不同包无法访问,同包的话构造方法需改为private  
  7.         Singleton s1 = Singleton.getIntance();  
  8.         Singleton s2 = Singleton.getIntance();  
  9.         //测试得到的两个实例是否相同  
  10.         if(s1 == s2){  
  11.             System.out.println("Objects are the same instance!!");  
  12.         }   
  13.     }  
  14. }  

 

 

测试得到的结果是:Objects are the same instance!!

成功了,我们做到了一个类只实例化一个。很简单是吧,确实,正常情况下这个类只能实例化一个,但如果是多线程情况下会怎么样呢?

 

试想一下,假如我们有两个线程,当线程1执行到 if(instance == null),赋值语句instance = new Singleton() 还没发生之前,这时的instance是为null的,然后恰巧这时转到线程2去运行了,它刚好执行到if判断。在这种情况下就会有两个不同的实例被创建了。那该怎么解决呢?

解决办法

一是可以给方法加锁,即当执行到这个方法时,不管哪一个线程,每次运行到这个方法时,都要检查有没有其它正在用这个方法的线程,有的话要等这个方法执行完后再运行该线程,没有的话直接运行。注意:给方法同步的开销是比较大的,慎用。

 

修改上面的getInstance方法

 

Java代码 
  1. //让方法同步  
  2. public synchronized static Singleton getIntance() {  
  3.     //延迟实例化  
  4.     if(instance == null) {  
  5.         instance = new Singleton();  
  6.     }  
  7.     return instance;  
  8. }  

 

二是定义实例变量时就new出来,然后getIntance方法不要延迟加载。

 

Java代码 
  1. package com.rdc.dp;  
  2.   
  3. public class Singleton {  
  4.         //定义为static,然后在这里new,调用时只加载一次  
  5.     private static Singleton instance = new Singleton();  
  6.       
  7.     protected Singleton() {}  
  8.     public static Singleton getIntance() {  
  9.                 //不要延迟加载  
  10.         return instance;  
  11.     }  
  12.       
  13. }  
 

 

这样,单例模式的简单例子就差不多了。

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