单例模式
目录：
一、何为单例
二、使用Java EE实现单例模式
三、使用场景
一、何为单例
确保一个类只有一个实例，并且提供了实例的一个全局访问点
**1.1 单例模式类图 **
1.2 单例模式实现
（1）简单实现
public class MySingleton1 {
private static MySingleton1 instance;
private MySingleton1() {
}
public static MySingleton1 getInstance() {
if (instance == null) { // 1
instance = new MySingleton1();
}
return instance;
}
}
（2）线程安全的单例模式
要解决竞态条件问题，你就需要获得一把锁，并且在实例返回后才释放。
public class MySingleton2 {
private static MySingleton2 instance;
private MySingleton2() {
}
public static synchronized MySingleton2 getInstance() {
if (instance == null) {
instance = new MySingleton2();
}
return instance;
}
}
（3）类加载时创建单例对象
这样不必同步单例实例的创建，并在JVM加载完所有类时就创建好单例对象
public class MySingleton3 {
private final static MySingleton3 instance = new MySingleton3();
private MySingleton3() {
}
public static MySingleton3 getInstance() {
return instance;
}
}
（4）静态块中的单例
这会导致延迟初始化，因为静态块是在构造方法调用前执行的。
public class MySingleton4 {
private static MySingleton4 instance = null;
static {
instance = new MySingleton4();
}
private MySingleton4() {
}
public static MySingleton4 getInstance() {
return instance;
}
}
(5)双重检测锁
双重检测锁比其他方法更加安全，因为它会在锁定单例类之前检查一次单例的创建，在对象创造前再一次检查
public class MySingleton6 {
private volatile MySingleton6 instance;
private MySingleton6() {
}
public MySingleton6 getInstance() {
if (instance == null) { // 1
synchronized (MySingleton6.class) {
if (instance == null) { // 2
instance = new MySingleton6();
}
}
}
return instance;
}
}
（6）枚举类型的单例模式
上面的方法都不是绝对安全的，如果开发者讲Java Reflection API的访问修饰符改为public，就可以创建单例了。Java中创建单例最佳方式是枚举类型。
枚举类型本质上就是单例的，因此JVM会处理创建单例所需的大部分工作。这样，通过使用枚举类型，就无需再处理同步对象创建与提供等工作了，还能避免与初始化相关的问题。
public enum MySingletonEnum {
INSTANCE;
public void doSomethingInteresting() {
}
}
在该示例中，对单例对象示例的引用是通过以下方式获得的：
MySingletonEnum mse=MySingletonEnum.INSTANCE;
一旦拥有了单例的引用，你就可以向下面这样调用它的任何方法了：
mse.doSomeThingInteresting();
二、使用Java EE实现单例模式
Java EE中可以使用上面的方法，但是还有一种更加优雅且易于使用的方式：单例Bean
1.单例Bean
只需将注解@Singleton添加到类上就可以将其转换为单例Bean
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import javax.annotation.PostConstruct;
import javax.ejb.Singleton;
import java.util.logging.Logger;
@Singleton
public class CacheSingletonBean8 {
private Map<Integer, String> myCache;
@PostConstruct
public void start() {
Logger.getLogger("MyGlobalLogger").info("Started!");
myCache = new HashMap<Integer, String>();
}
public void addUser(Integer id, String name) {
myCache.put(id, name);
}
public String getName(Integer id) {
return myCache.get(id);
}
}
通过注解的简单使用，Java EE不必配置XML文件。项目中有一个beans.xml文件，不过大多数时候其内容都是空的。你只是在启动上下文与依赖注入（CDI）容器时才需要使用它。@Singleton注解将类标记为一个单例EJB，容器会处理该单例实例的创建与使用。
2.在启动时使用单例
默认情况下，Java EE的单例是延迟初始化的，只在需要实例时并且是首次访问时才创建它。不过，你可能希望在启动时就创建实例，不需要任何延迟即可访问到单例，特别是创建实例的代价很大或是在容器启动时就需要Bean。要确保创建时就启动，可在类上使用@Startup注解。
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import javax.annotation.PostConstruct;
import javax.ejb.Singleton;
import javax.ejb.Startup;
import java.util.logging.Logger;
@Startup
@Singleton
public class CacheSingletonBean9 {
private Map<Integer, String> myCache;
@PostConstruct
public void start() {
Logger.getLogger("MyGlobalLogger").info("Started!");
myCache = new HashMap<Integer, String>();
}
public void addUser(Integer id, String name) {
myCache.put(id, name);
}
public String getName(Integer id) {
return myCache.get(id);
}
}
3.确定启动顺序
但是，如果单例依赖于其他资源怎么办？比如：如果连接池是由另一个单例创建的会怎么样，或者日志依赖于另一个单例呢？Java EE提供了一个简单的注解来解决这个问题。使用@DependsOn注解，并将该类所以来的Bean的名字传递给它。
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import javax.annotation.PostConstruct;
import javax.ejb.ConcurrencyManagement;
import javax.ejb.ConcurrencyManagementType;
import javax.ejb.DependsOn;
import javax.ejb.EJB;
import javax.ejb.Lock;
import javax.ejb.LockType;
import javax.ejb.Singleton;
import javax.ejb.Startup;
@Startup
@DependsOn("MyLoggingBean") //加上此注解
@ConcurrencyManagement(ConcurrencyManagementType.CONTAINER)
@Singleton
public class CacheSingletonBean12 {
private Map<Integer, String> myCache;
@EJB
MyLoggingBean loggingBean;
@PostConstruct
public void start() {
loggingBean.logInfo("Started!");
myCache = new HashMap<Integer, String>();
}
@Lock(LockType.WRITE)
public void addUser(Integer id, String name) {
myCache.put(id, name);
}
@Lock(LockType.READ)
public String getName(Integer id) {
return myCache.get(id);
}
}
接下来再创建一个单例Bean，作为上一个Bean所用的Bean
import javax.annotation.PostConstruct;
import javax.ejb.Singleton;
import javax.ejb.Startup;
import java.util.logging.Logger;
@Startup
@Singleton
public class MyLoggingBean {
private Logger logger;
@PostConstruct
public void start() {
logger = Logger.getLogger("MyGlobalLogger");
logger.info("Well, I started first!!!");
}
public void logInfo(String msg) {
logger.info(msg);
}
}
4.管理并发
Java Ee提供了两种并发管理：容器管理并发与Bean管理并发。在容器管理并发中，容器负责处理读写访问相关的一切事宜，而Bean管理并发则需要开发者使用同步等传统的Java方法来处理并发。
可以通过ConcurrencyManagementType.BEAN注解管理并发。
默认情况下，Java EE使用的事容器管理并发，不过可以通过ConcurrentManagementType.CONTAINER注解进行显示声明。
@Startup
@DependsOn("MyLoggingBean")
@ConcurrencyManagement(ConcurrencyManagementType.CONTAINER)
@Singleton
@AccessTimeout(value = 120000)
// default in milliseconds
public class CacheSingletonBean13 {
回到之前的示例，使用@Lock注解来控制访问
import java.util.HashMap;
import java.util.Map;
import javax.annotation.PostConstruct;
import javax.ejb.ConcurrencyManagement;
import javax.ejb.ConcurrencyManagementType;
import javax.ejb.DependsOn;
import javax.ejb.EJB;
import javax.ejb.Lock;
import javax.ejb.LockType;
import javax.ejb.Singleton;
import javax.ejb.Startup;
@Startup
@DependsOn("MyLoggingBean")
@ConcurrencyManagement(ConcurrencyManagementType.CONTAINER)
@Singleton
public class CacheSingletonBean12 {
private Map<Integer, String> myCache;
@EJB
MyLoggingBean loggingBean;
@PostConstruct
public void start() {
loggingBean.logInfo("Started!");
myCache = new HashMap<Integer, String>();
}
@Lock(LockType.WRITE)
public void addUser(Integer id, String name) {
myCache.put(id, name);
}
@Lock(LockType.READ)
public String getName(Integer id) {
return myCache.get(id);
}
}
三、单例模式的使用场景
一般来说，大量使用单例可能是一个滥用的信号，你应该在合理情况下使用单例：
- 跨越整个应用程序域来访问共享数据，比如配置数据
- 只加载并缓存代价高傲的资源一次，这样可以做到全局共享访问并改进性能
- 创建应用日志实例，因为通常情况下只需要一个即可
- 管理实现了工厂模式的类中的对象
- 创建门面对象，因为通常情况下只需要一个即可
- 延迟创建静态类，单例可以做到延迟实例化
对于重要的缓存解决方案来说，请考虑使用框架，比如：Ehcache、Java Caching System