經典的單件模式

public class Singleton {
  private static Singleton uniqueInstance; //一個靜態變數持有Singleton類的唯一實例。
  // 其他有用的實例變數寫在這裡

  //構造器聲明為私有，只有Singleton可以實例化這個類!
  private Singleton() ()
  
  public static Singleton getInstance(){
    if(uniqueInstance == null){
        uniqueInstance = new Singleton();//getInstance()方法提供了一種實例化該類的方式，也返回它的一個實例。
    }
    return uniqueInstance ;
  }
}

單件模式沒有公開的構造器，構造器聲明為私有；為了獲得一個單件對象，不是實例化一個，只是請求一個實例。因此類有一個靜態方法，稱為getInstance()。

用途：常常被用來管理資源池，像連接或者線程池。

你有一個包含註冊表設置的對象。你不想讓這個對象有多個副本，到處賦值一這會導致混亂。通過使用像單件模式這樣的對象，你可以確保應用中的每個對象使用同一全局資源。

例子--巧克力工廠

一個Choc-O-Hoic公司的工業強度巧克力鍋爐控制器類

public class ChocolateBoiler {
  private boolean empty;
  private boolean boiled;

  //這段代碼只有在鍋爐空的時候才啟動!
  public ChocolateBoiler(){
    empty = true;
    boiled = false;
  }

  //要往鍋爐里填充原料，鍋爐必須是空的。一旦鍋爐滿了，我們就設置empty和boiled標誌
  public void fill() {
    if(isEmpty()) {
        empty = false;
        boiled = false;
        //往鍋爐里填充牛奶/巧克力混合物
    }
  }

  //要排空鍋爐，鍋爐必須是滿的 (非空) 且煮過的。一旦排出完畢，我們把empty設置回true。
  public void drain() {
    if(!isEmpty() && isBoiled()) {
        //排出煮沸的牛奶和巧克力
        empty = true;
    }
  }

  //要煮混合物，鍋爐必須是滿而且未煮過的。一旦煮沸，我們r把boiled標誌設為true。
  public void boil() {
    if(!isEmpty() &&!isBoiled()) {
        //將爐內物煮沸
        boiled = true;
    }
  }

  public boolean isEmpty() {return empty;}
  public boolean isBoiled() (return boiled;}
}

改成單件模式

public class ChocolateBoiler {
  private boolean empty;
  private boolean boiled;

  //改動一：
  private static Chocolateboiler uniqueinatance；

  //改動二：
  private ChocolateBoiler(){
    empty = true;
    boiled = false;
  }
  //改動三：
  public static ChocolateBoiler getInstance(){
    if(uniqueInstance == null) {
      uniqueInstance = new ChocolateBoiler()
    }
    return uniqueInstance;
  }

  public void fill() {
    if(isEmpty()) {
      empty = false;
      boiled = false;
      //往鍋爐里填充牛奶/巧克力混合物
    }
  }
  // 剩下的chocolateBoiler代碼·
}

單件模式

單件模式：確保一個類只有一個實例，並提供一個全局訪問點；
類圖：

添加線程造成的問題

解決多線程：通過把getInstance()方法變成同步(Synchronized)方法；
但是同步導致性能開銷大

改進多線程

1.如果getlnstance()的性能對應用來說不是很關鍵，什麼也不做。
2.轉為急切(eagerly) 創建實例，而不用延遲創建

用這個方法，當類被載入時，我們依靠JVM來創建單件的唯一實例。JVM 保證在任何線程訪問靜態uniqueInstance變數之前，實例會被創建。

public class Singleton {
  //在靜態初始化器中創建單件實例,這段代碼保證是線程安全的!
  private static Singleton uniqueInstance = new Singleton();
  private Singleton() {}

  public static Singleton getInstance() {
    return uniqueInstance;//我們已經有了一個實例，因此返回它即可。
  }
}

3.用“雙重檢查加鎖”在getlnstance()減少使用同步
雙重檢查加鎖不適用1.4以及更早版本的Java!

public class Singleton {
  //volatile關鍵詞確保:當uniquelnstance變數被初始化為單件實例時，多個線程正確處理uniquelnstance變數
  private volatilestatic Singleton uniqueInstance;
  private Singleton() {}
  
  public static Singleton getInstance() {
    if(uniqueInstance == null) {//檢查實例，如果沒有,進入同步區塊。
       synchronized(Singleton.class){//註意，只有第一次才同步
          if(uniqueInstance == null) {
              uniqueInstance = new Singleton();//進入區塊後，再檢查一次。如果依然是空的，創建一個實例。
          }
        }
    }
    return uniqueInstance;
  }
}

總結

單件，確保一個類只有一個實例，並提供全局訪問點。
當你需要確保應用中的某個類只有一個實例，就用單件模式吧。

要點

1.單件模式確保應用中個類最多只有一個實例。
2.單件模式也提供訪問此實例的全局點。
3.Java的單件實現用了一個私有構造器、一個靜態方法以及一個靜態變數。
4.檢查你的性能和資源約束，為多線程應用小心選擇一個適當的單件實現 (我們應該把所有應用都考慮為是多線程的)。
5.提防雙重檢查加鎖實現。Java 5之前的版本，不是線程安全的
6.如果你使用多個類載入器，要小心，可能導致單件實現失效，導致出現多個實例。
7.你可以使用Java的枚舉來簡化單件的實現。