设计模式四：单例模式

定义：
保证一个类仅有一个实例，并提供一个访问它的全局访问点。

类图：

分类：
单例模式可分为有状态的和无状态的。有状态的单例对象一般也是可变的单例对象，多个单态对象在一起就可以作为一个状态仓库一样向外提供服务。没有状态的单例对象也就是不变单例对象，仅用做提供工具函数。

源码：
饿汉式

[java]
/**
* 1.他们的构造函数都是私有的，彻底断开了使用构造函数来得到类的实例的通道，
* 但是这样也使得类失去了多态性（大概这就是为什么有人将这种模式称作单态模式）
* 2.就java语言来说，这种方式更符合java语言本身的特点。
*/
public class Singleton {

    private static Singleton instance = new Singleton();

    private Singleton() {}

    // 静态工厂方法，提供了一个供外部访问得到对象的静态方法　　
    public static Singleton getInstance() {
        return instance;
    }
}
懒汉式

[java]
/**
* 1.对静态工厂方法进行了同步处理，原因很明显——为了防止多线程环境中产生多个实例；而在第一种方式中则不存在这种情况。
* 2.这种方式中将类对自己的实例化延迟到第一次被引用的时候。而在第一种方式中则是在类被加载的时候实例化，
* 这样多次加载会照成多次实例化。但是这种方式由于使用了同步处理，在反应速度上要比第一种慢一些。
*/
public class Singleton {

    private static Singleton instance = null;

    private Singleton(){}

    public static synchronized Singleton getInstance() {
        // 这个方法比上面有所改进
        if (instance == null){
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    }
}

扩展:

以上两种实现方式均失去了多态性，不允许被继承。还有另外一种灵活点的实现，将构造函数设置为受保护的，这样允许被继承产生子类。这种方式在具体实现上又有所不同，可以将父类中获得对象的静态方法放到子类中再实现；也可以在父类的静态方法中进行条件判断来决定获得哪一个对象；在GOF中认为最好的一种方式是维护一张存有对象和对应名称的注册表（可以使用HashMap来实现）。下面的实现参考《java与模式》采用带有注册表的方式。

代码：

[java]
/**
* 测试类
*/
public class Test {

    public static void main(String[] args) {
        SingletonChildA.getInstance().test();
    }

}

[java]
/**
* 单例模式（可扩展）
*/
public abstract class Singleton{

    // 用来存放对应关系
    private static HashMap<String,Object> sinRegistry = new HashMap<String,Object>();

    // 受保护的构造函数
    protected Singleton(){}

    protected static Singleton getInstance(String name){
        if (name == null)
            name = "Singleton";
        if (sinRegistry.get(name) == null){
            try {
                sinRegistry.put(name, Class.forName(name).newInstance());
            } catch (Exception e){
                e.printStackTrace();
            }
        }
        return (Singleton) (sinRegistry.get(name));
    }

    public abstract void test();

}

[java]
public class SingletonChildA extends Singleton {

    //单例
    private SingletonChildA() {}

    public static SingletonChildA getInstance(){
        return (SingletonChildA) Singleton.getInstance("com.bestaone.pattern.singleton.SingletonChildA");
    }

    public void test(){
        System.out.println("SingletonChildA test!");
    }

}

单例模式邪恶论：
看这题目也许有点夸张，不过这对初学者是一个很好的警告。单例模式在java中的使用存在很多陷阱和假象，这使得没有意识到单例模式使用局限性的你在系统中布下了隐患……
其实这个问题早在2001年的时候就有人在网上系统的提出来过，我在这里只是老生常谈了。但是对于大多的初学者来说，可能这样的观点在还很陌生。下面我就一一列举出单例模式在java中存在的陷阱。

多个虚拟机

当系统中的单例类被拷贝运行在多个虚拟机下的时候，在每一个虚拟机下都可以创建一个实例对象。在使用了EJB、JINI、RMI技术的分布式系统中，由于中间件屏蔽掉了分布式系统在物理上的差异，所以对你来说，想知道具体哪个虚拟机下运行着哪个单例对象是很困难的。
因此，在使用以上分布技术的系统中，应该避免使用存在状态的单例模式，因为一个有状态的单例类，在不同虚拟机上，各个单例对象保存的状态很可能是不一样的，问题也就随之产生。而且在EJB中不要使用单例模式来控制访问资源，因为这是由EJB容器来负责的。在其它的分布式系统中，当每一个虚拟机中的资源是不同的时候，可以考虑使用单例模式来进行管理。

多个类加载器
    当存在多个类加载器加载类的时候，即使它们加载的是相同包名，相同类名甚至每个字节都完全相同的类，也会被区别对待的。因为不同的类加载器会使用不同的命名空间（namespace）来区分同一个类。因此，单例类在多加载器的环境下会产生多个单例对象。
    也许你认为出现多个类加载器的情况并不是很多。其实多个类加载器存在的情况并不少见。在很多J2EE服务器上允许存在多个servlet引擎，而每个引擎是采用不同的类加载器的；浏览器中applet小程序通过网络加载类的时候，由于安全因素，采用的是特殊的类加载器，等等。
    这种情况下，由状态的单例模式也会给系统带来隐患。因此除非系统由协调机制，在一般情况下不要使用存在状态的单例模式。

错误的同步处理
在使用上面介绍的懒汉式单例模式时，同步处理的恰当与否也是至关重要的。不然可能会达不到得到单个对象的效果，还可能引发死锁等错误。因此在使用懒汉式单例模式时一定要对同步有所了解。不过使用饿汉式单例模式就可以避免这个问题。

子类破坏了对象控制
在上一节介绍最后一种扩展性较好的单例模式实现方式的时候，就提到，由于类构造函数变得不再私有，就有可能失去对对象的控制。这种情况只能通过良好的文档来规范。

串行化（可序列化）
为了使一个单例类变成可串行化的，仅仅在声明中添加“implements Serializable”是不够的。因为一个串行化的对象在每

补充：软件开发 , Java ,