HeadFirst 设计模式 5 单例模式（巧克力工厂）

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。

将类设计成自己管理的一个单独的实例，同时也避免其他类再自行产生实例。想要取得单例实例，通过单例类是唯一的途径。

提供实例的全局访问点：当需要实例时，向类查询，他会返回单个实例。

public class Singleton{
private static Singleton uniqueInstance;
//其他有用实例化变量
private Singleton(){}
public static Singleton getInstance(){
if(uniqueInstance==null){
uniqueInstance=new Singleton();
}
return uniqueInstance;
}
//其他方法
}

注意：多线程会破坏上述经典的单例实现。

处理多线程

（1）将getInstance()变成同步（synchronized）方法（简单直接但是性能低，对性能无要求可用此方法）

public class Singleton{
private static Singleton uniqueInstance;
//其他有用实例化变量
private Singleton(){}

/*通过增加synchronized关键字到getInstance()方法中，
我们迫使每个线程在进入这个方法之前，要先等候别的线程离开该方法。
也就是说，不会有两个线程可以同时进入这个方法*/
public static synchronized Singleton getInstance(){
if(uniqueInstance==null){
uniqueInstance=new Singleton();
}
return uniqueInstance;
}
//其他方法
}（2）提前创建实例，而不用延迟实例化的做法（可行）
public class Singleton{
//在静态初始化器中（static initialize）中创建单件。这段代码保证了线程安全。
private static Singleton uniqueInstance=new Singleton();
//其他有用实例化变量
private Singleton(){}
public static Singleton getInstance(){
return uniqueInstance; //已有实例，直接使用
}
//其他方法
}
（3）用“双重检查加锁”，在getInstance()中减少使用同步（关注性能可用此法）

利用双重检查加锁（double-checked locking），首先检查是否实例已经创建了，如果未创建，“才”进行同步。如此，只有第一次才会同步。

public class Singleton{
//volatile关键字确保：当uniqueInstance变量被初始化成Singleton实例时，多个线程正确的处理uniqueInstance变量
private volatile static Singleton uniqueInstance;
//其他有用实例化变量
private Singleton(){}

public static Singleton getInstance(){
//检查实例，如果不存在，就进入同步区域。只有第一次才彻底执行这些代码。
if(uniqueInstance==null){
synchronized (Singleton.class){
//再次检查，如果仍是null才创建实例
if(uniqueInstance==null){
uniqueInstance=new Singleton();
}
}
return uniqueInstance;
}
//其他方法
}

要点：
（1）单例模式确保程序中一个类最多只有一个实例

（2）单例模式提供全局访问点

（3）在Java中实现单例模式需要私有的构造器、一个静态方法和一个静态变量

（4）考虑性能和资源的限制，选择合适的方案实现单例，以解决多线程的问题（必须认定所有的程序都是多线程的）

（5）若使用多个类加载器可能会导致单例失效而产生多个实例

（6）如果使用JVM1.2或之前的版本，必须建立单例注册表，以免垃圾收集器将单例回收

（7）在1.4以及更早的Java版本中许多JVM对volatile关键字的实现会导致双重检查加锁的失效