深入Java设计模式之单例模式
一:单例模式简述
1:概述
1:作为对象的创建模式,单例模式确保某一个类有且仅有一个实例,而且自行实例化并向整个系统提供这个实例,这个类称之为单例类.
2:三大要点
1:某个类只能有一个实例
2:它必须自行创建这个事例
3:它必须自行向整个系统提供这个实例
2:资源管理器系统应用
在计算机系统中,需要管理的资源包括软件的外部资源,譬如每台计算机可以有若干个
打印机,但只能有一个printer spooler,以避免两个打印作业同时输出到打印机中
windows回收站,在整个视图系统中,回收站只能有一个实例,整个系统都使用这个唯一的实例,而且回收站自行提供自己的实例
2:单例模式的结构
1:单例模式三大特点
1:单例类只能有一个实例
2:单例类必须自己曾经自己的唯一实例
3:单例类必须给所有其他对象提供这一实例
2:单例模式的结构
1:饿汉式单例结构
2:懒汉式单例结构
3:登记式单例结构
3:单例模式常见应用
1. Windows的Task Manager（任务管理器）就是很典型的单例模式（这个很熟悉吧），想想看，是不是呢，你能打开两个windows task manager吗？ 不信你自己试试看哦~
2. windows的Recycle Bin（回收站）也是典型的单例应用。在整个系统运行过程中，回收站一直维护着仅有的一个实例。
3. 网站的计数器，一般也是采用单例模式实现，否则难以同步。
4. 应用程序的日志应用，一般都何用单例模式实现，这一般是由于共享的日志文件一直处于打开状态，因为只能有一个实例去操作，否则内容不好追加。
5. Web应用的配置对象的读取，一般也应用单例模式，这个是由于配置文件是共享的资源。
6. 数据库连接池的设计一般也是采用单例模式，因为数据库连接是一种数据库资源。数据库软件系统中使用数据库连接池，主要是节省打开或者关闭数据库连接所引起的效率损耗，这种效率上的损耗还是非常昂贵的，因为何用单例模式来维护，就可以大大降低这种损耗。
7. 多线程的线程池的设计一般也是采用单例模式，这是由于线程池要方便对池中的线程进行控制。
8. 操作系统的文件系统，也是大的单例模式实现的具体例子，一个操作系统只能有一个文件系统。
9. HttpApplication 也是单位例的典型应用。熟悉ASP.Net(IIS)的整个请求生命周期的人应该知道HttpApplication也是单例模式，所有的HttpModule都共享一个HttpApplication实例.
4:常见的几种单例模式
1:饿汉式单例模式(Eager Singleton)
1:单例类自己将自己实例化,在这个类被加载时,静态变量My_Singleton会被初始化,此时类的私有构造会被调用,这个时候,简单的单例类就被创建出来了,因为该构造子是私有,所以外界无法创建出多的实例,此类也不能被继承
2:案例Demo
2:懒汉式单例类(Lazy Singleton)
1:类的构造是私有的,与饿汉式单例类不同的是,
懒汉式单例类在第一次被引用时将自己实例化,如果加载器是静态的,
那么懒汉式单例类被加载时不会将自己实例化.
2:懒汉式单例类要点
1:构造必须私有
2:第一次被引用将自己实例化
3:必须对静态工厂方法静态化
3:案例代码
3:登记式单例类(Register Singleton)
1:登记式单例类是为了克服饿汉式单例类及懒汉式单例类均不可继承的缺点而设计的,它自己实例化方式是从懒汉式改为了饿汉式,只是它的子类实例化的方式只能是懒汉式的
2:登记式单例实际上维护的是一组单例类的实例，将这些实例存储到一个Map(登记簿) 中，对于已经登记过的单例，则从工厂直接返回，对于没有登记的，则先登记，而后返回.
3:案例代码
1:父类代码
public class
RegSingleton {
// static private HashMap my_RegSingleton=new HashMap();
/* 登记式单例实际上维护的是一组单例类的实例，将这些实例存储到一个Map(登记簿)
中，对于已经登记过的单例，则从工厂直接返回，对于没有登记的，则先登记，而后
返回 */
//登记薄,用来存放所有登记的实例
private static
HashMap
my_RegSingleton
=
new
HashMap()
;
/* public static void main(String[] args) {
System.out.println(RegSingleton.class.getName());
}
}*/
//在类的加载器是加载一个实例到登记薄
static
{
RegSingleton x=
new
RegSingleton()
;
my_RegSingleton
.put(x.getClass().getName()
,
x)
;
}
//保护默认构造子
protected
RegSingleton
(){
}
//静态工厂方法,返回此类的唯一实例
public static
RegSingleton
getInstance
(String name) {
if
(name ==
null
) {
name =
"Singleton.RegSingleton"
;
}
//如果没有实例,就通过反射创建实例
if
(
my_RegSingleton
.get(name) ==
null
) {
try
{
my_RegSingleton
.put(name
,
Class.
forName
(name).newInstance())
;
}
catch
(Exception e) {
System.
out
.println(
"Error happened"
)
;
}
}
return
(RegSingleton)
my_RegSingleton
.get(name)
;
//多态的向下转型
2:子类代码
在GOF原始例子中并没有getInstance()方法,这样得到子类必须调用的getInstance(String name)
方法并传入子类的名字.
4:登记式单例类的优缺点
1:登记式单例类子类的加入了
getInstance()方法,当然这样做的好处就是
RegSingletonChild可以通过这个方法返回自己的实例,而由于数据类型的不同,无法在
RegSingleton提供这样一个方法
2:由于子类必须允许父类以构造子调用产生实例,因此,它的构造子必须是公开的,这样一来,就等于允许以这样方式产生实例而不在父类的登记中,这是登记式单例类的一个缺陷
3:GoF曾指出,由于父类的实例必须存在才有可能有子类的实例,这在有些情况下是一个浪费