《Head First 设计模式》读书笔记——单例模式

今天来看单例模式，是类结构比较简单的一个设计模式，事实上，他只有一个类。哈哈哈，那我们接下来就看看吧。

public class Singleton {
    private static Singleton uniqueInstance;
    
    private Singleton() {}

    public static Singleton getInstance() {
        if (uniqueInstance == null) {
            uniqueInstance = new Singleton();
        }
        return uniqueInstance;
    }
}

这里面先是定义了一个私有化的本类属性，接着是一个私有化的构造方法，只有本类内才能调用构造方法，下面是重点，通过 getInstance() 方法使得外面的类能获得本类对象，首先是一个判断，如果本类属性 uniqueInstance 为空，则实例化一个属性，否则直接返回这个属性，以保证我们的对象只有一个。

单例模式确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。

getInstance() 方法可以延迟我们这个类的实例化，这个 uniqueInstance 类属性是这个类唯一的实例化对象，只有当第一次使用到这个的对象时，也就是第一次调用 getInstance() 方法时才会 uniqueInstance 实例化，以后再用这个类时，直接返回这个属性。

但这段代码也不是无懈可击的，多线程的情况下，使用这段代码简直是灾难，现在我们看看如何解决：

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

就是通过增加 synchronized 关键字到 getInstance() 方法中，迫使每个线程在进入到这个方法之前要等到其他线程离开该方法。但是这样还是有问题，首先是同步会降低性能，其次，我们只有在第一次实例化这个属性时才需要设置同步，一旦设置好 uniqueInstance 就不需要同步了，所以后面的每一次同步都是多余的步骤。

所以我们可以在 JVM 加载这个类时就做好实例化工作，看下面的代码：

public class SingletonFirst {
    private static SingletonFirst uniqueInstance = new SingletonFirst();
    
    private SingletonFirst() {}
    
    public static SingletonFirst getInstance() {
        return uniqueInstance;
    }
}

这样我们在 JVM 加载这个类时，就可以马上创建唯一的单件实例。JVM 保证任何线程访问这个静态变量之前都会先创建这个实例。

还有一种方法，使用「双重检查锁」，在 getInstance() 减少使用同步，代码如下：

public class SingletonDouble {
    private volatile static SingletonDouble uniqueInstance;
    
    private SingletonDouble() {}
    
    public static SingletonDouble getInstance() {
        if (uniqueInstance == null) {
            synchronized (SingletonDouble.class) {
                if (uniqueInstance == null) {
                    uniqueInstance = new SingletonDouble();
                }
            }
        }
        return uniqueInstance;
    }
}

这个方法，我们可以大大减少时间消耗，首先检查实例，如果没有，进入同步区块，再一次检查实例，如果没有才创建，注意，同步区块这段代码，我们只会执行一次，只有第一次才会同步。双重检查锁机制不适用于 1.4 及更早的版本。

好了，所有单例模式的实现方式就都写完，好好记得吧。