設計模式-單例模式

有時候，我們希望某一個類只能產生一個物件。比如說一個學校的校長只能有一個。

初步#

要一個類只能有一個實例，也就是說我們要把它的構造器隱藏起來:private Something(){}

然後提供一個對外的方法，用來實際的產生 / 返回物件。也就是說我們可以得到下邊的實現：

public class Something {
    private static Something INSTANCE = null;
    private Something(){}

    public static Something getINSTANCE() {
        if (INSTANCE == null){
            INSTANCE = new Something();
        }
        return INSTANCE;
    }

}

這是一個單例模式的簡單實現。我們發現，每次getINSTANCE()的時候，都要判斷INSTANCE == null。

所以我們也可以這樣（如果你的單例物件足夠小，而且運行期間都需要）：

public class Something {
    private static Something INSTANCE = new Something();
    private Something(){}

    public static Something getINSTANCE() {
        return INSTANCE;
    }
}

多線程下的單例模式#

上邊的單例模式實現在多線程下是不安全的。因為不能保證INSTANCE的值不會改變。解決線程問題的方法，很簡單，加鎖。

比如，我們給getINSTANCE方法加鎖。：

public static synchronized Something getINSTANCE() {
    if (INSTANCE == null){
       INSTANCE = new Something();
    }
    return INSTANCE;
}

或者在判斷 null 的時候加鎖：

public static Something getINSTANCE() {
    synchronized (Something.class){
        if (INSTANCE == null){
            INSTANCE = new Something();
        }
    }
    return INSTANCE;
}

但是，這樣有個問題，就是每次獲取實例的時候，都有鎖操作，會耗費資源，假如，這個方法被頻繁使用，會有性能問題。

把代碼改一下：

public static Something getINSTANCE() {
    if (INSTANCE == null){
        synchronized (Something.class){
            if (INSTANCE == null){
                INSTANCE = new Something();
            }
        }
    }
    return INSTANCE;
}

這樣寫的好處是：只有在INSTANCE為 null 的時候才會加鎖處理。也就是所只起作用一次。

使用枚舉實現單例#

public enum Singleton {  
    INSTANCE;  
    public void whateverMethod() {  
    }  
}

使用枚舉來實現單例，在類真正被用到的時候才會加載物件（利用類加載機制），加載過程是同步的，是線程安全的。

前邊的單例在面對序列化、反序列化的時候還是不安全的，但是對於枚舉，直接規定不能反序列化枚舉物件。。。

public abstract class Enum<E extends Enum<E>>  implements Comparable<E>, Serializable {  
   // 略
  
    // 不允許反序列化枚舉物件
    private void readObject(ObjectInputStream in) throws IOException,  
        ClassNotFoundException {  
            throw new InvalidObjectException("can't deserialize enum");  
    }  
  
    // 不允許反序列化枚舉物件  
    private void readObjectNoData() throws ObjectStreamException {  
        throw new InvalidObjectException("can't deserialize enum");  
    }  
 
    // 枚舉類不可以有finalize方法，子類不可以重寫該方法  保證實例的物件唯一
    protected final void finalize() { }  
}