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[ASP.net教程]单例模式创建型模式01


1. 名称


    单例模式(Singleton Pattern):确保某一个类只有一个实例,而且自行实例化并向整个系统提供这个实例,这个类称为单例类。单例模式是一种对象创建型模式。

2. 问题


    在有些时候,对于某个类,我们无需创建多个它的实例。站在资源利用的角度讲,单例能够节省系统资源;站在面向对象设计的角度讲,有些类确实只应该存在一个实例。例如,一个资源管理器类(比如Windows的资源管理器),它封装着系统的一些数据信息,它的作用就是封装这些数据信息,然后提供一些操作数据的方法,供调用者调用。我们是没有必要创建出多个它的实例的(还是以Windows的资源管理器为例,正常情况下你只能打开一个它的窗口)。

3. 解决方案


    实现单例模式的方案有很多,下面给出几种常见的方案:

(1) 懒汉式(线程不安全)

    Java代码如下:

public class Singleton {  private static Singleton instance;  private Singleton() {  }  public static Singleton getInstance() {    return instance == null ? new Singleton() : instance;  }}

    代码很简单,算是最基本单例模式。具有懒加载特点,即在getInstance方法调用时,才初始化instance,但其只能在单线程中达到单例效果,在多线程中可能会出现创建多个实例的问题。

(2) 懒汉式(线程安全)

    Java代码如下:

public class Singleton {  private static Singleton instance;  private Singleton() {  }  public synchronized static Singleton getInstance() {    return instance == null ? new Singleton() : instance;  }}

    由于(1)中给出的懒汉模式的getInstance方法没有同步,而达不到单例的目的,于是有了(2)中线程安全的懒汉模式。它与(1)的区别仅仅在getInstance()方法前加了synchronized关键字。但随之而来的是效率低的问题,事实上,在大部分情况下,getInstance方法是不需要同步。

(3) 饿汉式(线程安全)

    Java代码如下:

public class Singleton {  private static Singleton instance = new Singleton();  private Singleton() {  }  public synchronized static Singleton getInstance() {    return instance;  }}

    这种方式利用了classLoder的特点,在类装载时就初始化instance,而在getInstance中直接返回instance,避免了多线程安全问题。缺点是,在类装载时就实例化对象,而不能进行懒加载。

    除了上面的方法外,有时候,还用静态代码块来初始化instance,与上述方法类似。

public class Singleton {  private static Singleton instance;    static{    instance = new Singleton();  }  private Singleton() {  }  public synchronized static Singleton getInstance() {    return instance;  }}

(4) IoDH(Initialization on Demand Holder线程安全)
public class Singleton {  private static class Holder {    private final static Singleton instance = new Singleton();  }  private Singleton() {  }  public synchronized static Singleton getInstance() {    return Holder.instance;  }}

    这种方式兼具了以上两种方式的优点,既能够懒加载(只有在调用getInstance方法时,系统才会装载Holder类,从而实例化Instance),又是线程安全的。

(5) 枚举
public enum Singleton {  INSTANCE;}

    利用枚举来达到单例的目的,见的比较少。

(6) 双重检查锁定(Double-check Locking线程安全)
public class Singleton {  private static Singleton instance;  public static Singleton getInstance() {    if (instance == null) {      synchronized (Singleton.class) {        if (instance == null) {          instance = new Singleton();        }      }    }    return instance;  }}

   这种方法是对(2)中懒加载方式的改进。它不是将整个getInstance方法锁定,而是利用了同步代码块,缩小了同步范围,提高效率。之所以使用两层判断,原因如下:

   使用第一个判断,可以避免大多数不需要同步的情况发生阻塞。如果没有该判断,与直接锁定方法无异;第二个判断是基本的判断,判断是否实例化。