什么是Singleton模式？
只能生成一個(gè)實(shí)例的類是實(shí)現(xiàn)了Singleton模式的類型。
如何實(shí)現(xiàn)Singleton模式
解法一(只適用于單線程)
由于只能生成一個(gè)實(shí)例，因此必須將構(gòu)造函數(shù)設(shè)為私有函數(shù)以禁止他人創(chuàng)建實(shí)例，可以定義一個(gè)靜態(tài)的實(shí)例，在需要的時(shí)候創(chuàng)建實(shí)例。實(shí)現(xiàn)如下:
public sealed class Singleton1{
private Singleton1(){
}
private static Singleton1 instance = null;
public static Singleton1 Instance(){
if(instance==null){
instance= new Singleton1();
return instance;
}
}
}
上述代碼在instance為空時(shí)才創(chuàng)建一個(gè)實(shí)例以避免重復(fù)創(chuàng)建，同時(shí)把構(gòu)造函數(shù)定義為私有函數(shù)，這樣能確保只創(chuàng)建一個(gè)實(shí)例。解法二(可多線程工作但是效率不高)
解法一的代碼在單線程時(shí)工作正常，但是在多線程的情況就有問題了，如果兩線程同時(shí)運(yùn)行，都判斷instance為空，那么兩個(gè)線程都會(huì)創(chuàng)建實(shí)例，這時(shí)候就不滿足單例模式的要求了。為確保單例，需要加上一個(gè)同步鎖。代碼如下:
public sealed class Singleton2{
private Singleton2(){
}
private static final object syncObj=new Object();
private static Singleton2 instance = null;
public static Singleton2 Instance(){
lock(syncObj){
if(instance==null){
instance= new Singleton1();
return instance;
}
}
}
}
由于在同一時(shí)刻只能有一個(gè)線程得到同步鎖，但第一個(gè)線程加上鎖時(shí)，第二個(gè)線程只能等待。第一個(gè)線程發(fā)現(xiàn)沒有實(shí)例時(shí)進(jìn)行創(chuàng)建。線程執(zhí)行后釋放同步鎖，第二個(gè)線程加上同步鎖，并運(yùn)行代碼，但是發(fā)現(xiàn)實(shí)例已經(jīng)創(chuàng)建好了，就不會(huì)創(chuàng)建實(shí)例，所以保證了單例模式。解法三(加鎖前后兩次判斷實(shí)例是否存在)
解法二不是很好，畢竟獲得實(shí)例會(huì)加上一個(gè)同步鎖，但是加鎖十分耗時(shí)，如非必要應(yīng)該避免。
public sealed class Singleton3{
private Singleton3(){
}
private static final object syncObj=new Object();
private static Singleton3 instance = null;
public static Singleton3 Instance(){
if(instance==null){
lock(syncObj){
if(instance==null){
instance= new Singleton1();
return instance;
}
}
}
}
}
只有當(dāng)instance為null時(shí)才進(jìn)行加鎖操作，如果instance已經(jīng)創(chuàng)建處理，那么就不用進(jìn)行加鎖，時(shí)間效率提高了。解法四(利用靜態(tài)構(gòu)造函數(shù))
public sealed class Singleton4{
private Singleton4(){
}
private static Singleton4 instance = new Singleton4();
public static Singleton4 Instance(){
return instance;
}
}
運(yùn)行時(shí)能夠確保只調(diào)用一次靜態(tài)構(gòu)造函數(shù)，可保證只初始化一次instance。解法五(按需創(chuàng)建實(shí)例)
public sealed class Singleton5{
Singleton5(){
}
public static Singleton5 Instance(){
return instance;
}
class Nested{
static Nested(){
}
internal static final Singleton5 instance=new Singleton5();
}
}
在內(nèi)部定義一個(gè)私有類型Nested，Nested只在屬性Singleton5.Instance中被用到，他人無法使用Nested類型。當(dāng)?shù)谝淮握{(diào)用Singleton5.Instance得到Singleton5的實(shí)例會(huì)自動(dòng)調(diào)用Nested的靜態(tài)構(gòu)造函數(shù)創(chuàng)建實(shí)例instance;不調(diào)用Singleton5.Instance不會(huì)自動(dòng)調(diào)用Nested的靜態(tài)構(gòu)造函數(shù)，不創(chuàng)建實(shí)例，實(shí)現(xiàn)按需創(chuàng)建。
Singleton模式優(yōu)缺點(diǎn)
- 優(yōu)點(diǎn)
- 實(shí)例控制
單例模式會(huì)阻止其他對(duì)象實(shí)例化其自己的單例對(duì)象的副本，從而確保所有對(duì)象都訪問唯一實(shí)例。 - 靈活性
因?yàn)轭惪刂屏藢?shí)例化過程，所以類可以靈活更改實(shí)例化過程。
- 實(shí)例控制
- 缺點(diǎn)
- 開銷
雖然數(shù)量很少，但如果每次對(duì)象請(qǐng)求引用時(shí)都要檢查是否存在類的實(shí)例，將仍然需要一些開銷。可以通過使用靜態(tài)初始化解決此問題。 - 可能的開發(fā)混淆
使用單例對(duì)象（尤其在類庫(kù)中定義的對(duì)象）時(shí)，開發(fā)人員必須記住自己不能使用new關(guān)鍵字實(shí)例化對(duì)象。因?yàn)榭赡軣o法訪問庫(kù)源代碼，因此應(yīng)用程序開發(fā)人員可能會(huì)意外發(fā)現(xiàn)自己無法直接實(shí)例化此類。 - 對(duì)象生存期
不能解決刪除單個(gè)對(duì)象的問題。在提供內(nèi)存管理的語言中（例如基于.NET Framework的語言），只有單例類能夠?qū)е聦?shí)例被取消分配，因?yàn)樗瑢?duì)該實(shí)例的私有引用。在某些語言中（如 C++），其他類可以刪除對(duì)象實(shí)例，但這樣會(huì)導(dǎo)致單例類中出現(xiàn)懸浮引用。
- 開銷
