JAVA单例模式

一.问题引入

　　偶然想想到的如果把Java的构造方法弄成private，那里面的成员属性是不是只有通过static来访问呢；如果构造方法是private的话，那么有什么好处呢；如果构造方法是private的话，会不更好的封装该内呢？我主要是应用在使用普通类模拟枚举类型里，后来发现这就是传说中的单例模式。构造函数弄成private 就是单例模式，即不想让别人用new 方法来创建多个对象，可以在类里面先生成一个对象，然后写一个public static方法把这个对象return出去。（eg:public 类名 getInstancd(){return 你刚刚生成的那个类对象;}），用static是因为你的构造函数是私有的，不能产生对象，所以只能用类名调用，所有只能是静态函数。成员变量也可以写getter/setter供外界访问的。如果谁要用这个类的实例就用有兴趣的读者参看原作者这一篇博文http://www.cnblogs.com/hxsyl/archive/2013/03/18/2966360.html。

　　第一个代码不是单例模式，也就是说不一定只要构造方法是private的就是单例模式。

 

二.单例模式概念及特点

　　java中单例模式是一种常见的设计模式，单例模式分三种：懒汉式单例、饿汉式单例、登记式单例三种。
　　单例模式有一下特点：
　　1、单例类只能有一个实例。
　　2、单例类必须自己自己创建自己的唯一实例。
　　3、单例类必须给所有其他对象提供这一实例。

　　单例模式确保某个类只有一个实例，而且自行实例化并向整个系统提供这个实例。在计算机系统中，线程池、缓存、日志对象、对话框、打印机、显卡的驱动程序对象常被设计成单例。这些应用都或多或少具有资源管理器的功能。每台计算机可以有若干个打印机，但只能有一个Printer Spooler，以避免两个打印作业同时输出到打印机中。每台计算机可以有若干通信端口，系统应当集中管理这些通信端口，以避免一个通信端口同时被两个请求同时调用。总之，选择单例模式就是为了避免不一致状态，避免政出多头。

　　正是由于这个特 点，单例对象通常作为程序中的存放配置信息的载体，因为它能保证其他对象读到一致的信息。例如在某个服务器程序中，该服务器的配置信息可能存放在数据库或 文件中，这些配置数据由某个单例对象统一读取，服务进程中的其他对象如果要获取这些配置信息，只需访问该单例对象即可。这种方式极大地简化了在复杂环境 下，尤其是多线程环境下的配置管理，但是随着应用场景的不同，也可能带来一些同步问题。

 

三.典型例题

　　首先看一个经典的单例实现。

 1 public class Singleton {
 2  
 3     private static Singleton uniqueInstance = null;
 4  
 5  
 6  
 7     private Singleton() {
 8  
 9        // Exists only to defeat instantiation.
10  
11     }
12  
13  
14  
15     public static Singleton getInstance() {
16  
17        if (uniqueInstance == null) {
18  
19            uniqueInstance = new Singleton();
20  
21        }
22  
23        return uniqueInstance;
24  
25     }
26  
27     // Other methods...
28  
29 }

　　Singleton通过将构造方法限定为private避免了类在外部被实例化，在同一个虚拟机范围内，Singleton的唯一实例只能通过getInstance()方法访问。（事实上，通过Java反射机制是能够实例化构造方法为private的类的，那基本上会使所有的Java单例实现失效。此问题在此处不做讨论，姑且掩耳盗铃地认为反射机制不存在。）

　　但是以上实现没有考虑线程安全问题。所谓线程安全是指：如果你的代码所在的进程中有多个线程在同时运行，而这些线程可能会同时运行这段代码。如果每次运行结果和单线程运行的结果是一样的，而且其他的变量的值也和预期的是一样的，就是线程安全的。或者说：一个类或者程序所提供的接口对于线程来说是原子操作或者多个线程之间的切换不会导致该接口的执行结果存在二义性,也就是说我们不用考虑同步的问题。显然以上实现并不满足线程安全的要求，在并发环境下很可能出现多个Singleton实例。

运行结果：
　　张孝祥
　　张孝祥
　　output message 张孝祥
　　output message 张孝祥
　　创建的是同一个实例
 
结论：由结果可以得知单例模式为一个面向对象的应用程序提供了对象惟一的访问点，不管它实现何种功能，整个应用程序都会同享一个实例对象。

　　其次，下面是单例的三种实现。　　　　

　　　　1.饿汉式单例类

　　飞哥下面这个可以不加final，因为静态方法只在编译期间执行一次初始化，也就是只会有一个对象。

 1 //饿汉式单例类.在类初始化时，已经自行实例化 
 2  public class Singleton1 {
 3      //私有的默认构造子
 4      private Singleton1() {}
 5      //已经自行实例化 
 6      private static final Singleton1 single = new Singleton1();
 7      //静态工厂方法 
 8      public static Singleton1 getInstance() {
 9          return single;
10      }
11  }

首先final关键词是代表此变量一经赋值，其指向的内存引用地址将不会再改变。

其次，线程安全和加不加final没有什么区别，打个经典的比方，两个人同时看到了桌上的一个蛋糕，于是两个人都坐下并拿起刀叉，但实际上有个人在叉向蛋糕的一瞬间，这个蛋糕被另一个人吃掉了，这就引起了错误，具体的例子还有很多。
解决线程安全的方法有好几个，比如楼主需要将所有操作此变量的方法加上排他锁，即方法声明时加上synchronized关键词（前提是这几个方法与这个需要保护的变量处在同一个类中）　　　

　2.懒汉式单例类

　　那个if判断确保对象只创建一次。

 1 //懒汉式单例类.在第一次调用的时候实例化 
 2  public class Singleton2 {
 3      //私有的默认构造子
 4      private Singleton2() {}
 5      //注意，这里没有final    
 6      private static Singleton2 single=null;
 7      //静态工厂方法 
 8      public synchronized  static Singleton2 getInstance() {
 9           if (single == null) {  
10               single = new Singleton2();
11           }  
12          return single;
13      }
14  }