Java常用设计模式——单态设计模式(Singleton)

单态定义:
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?
一般Singleton模式通常有几种形式:

1. 饿汉模式（只要Singleton类被加载，就创建了这个类的实例）

public class Singleton {
　　private Singleton(){}//设成private是为了不让其他类通过调用该构造方法创建这个类
　　
　　private static Singleton instance = new Singleton();//在自己内部定义自己一个实例，注意这是private 只供内部调用

　　//这里提供了一个供外部类访问本类的静态方法，可以获取本类的实例　　
　　public static Singleton getInstance() {
　　　　return instance; 　　
　　 } 
}

该模式加载类慢，获取对象快。线程安全。

2. 懒汉模式（Singleton类被加载时不创建实例，当第一个用户获取Singleton类的实例才创建类的实例）

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

该模式加载类快，获取对象慢。非线程安全。

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Singleton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(Enterprise Java Bean)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。