[設計模式]單例模式

輸出結果可以看到CEO類不能通過new的形式構造對象，只能通過CEO.getCEO()函數來獲取，而這個CEO對象是靜態對象，並且在生命的時候就已經初始化，這就保證了CEO對象的唯一性。從輸出結果中發現，CEO兩次輸出的CEO對象都是一樣的，而VP,Staff等類型的都是不同的，這個實現的核心在於將CEO累的構造方法私有化，使得外部程序不能通過構造函數來構造CEO對象，而CEO類通過一個靜態方法返回一個靜態對象。

6.單例模式的其他實現方式

6.1 懶漢模式

懶漢模式是聲明一個靜態對象，並且在用戶第一次調用getInstance時進行初始化，而上述的餓漢模式（CEO類）是在聲明靜態對象時已經初始化。

懶漢單例模式實現如下：

public class Singleton{
    private static Singleton instance;
    private Singleton(){}

    public static synchronized Sigleton getInstance(){

        if(instance == null){
            instance = new Singleton();
        }

        return instance;
    }
}

getInstance()加了一個synchronized關鍵字，也就是說getInstance()是一個同步方法，這就是上面所說的在多線程情況下保證單例對象唯一性的手段。

這時就有問題了，即使instance已經被初始化(第一次調用時就會被初始化instance)，每次調用getInstance都會進行同步，這樣會消耗不必要的資源，這也就是懶漢單例模式的問題。

最後總結一下，懶漢單例模式的優點是單裡只有在使用時才會被實例化，在一定程度上節約資源。
缺點是第一次加載時需要及時進行實例化，反應稍慢，最大的問題是每次調用getInstance都進行同步，造成不必要的同步開銷。

這種模式一般不是很建議使用。

6.2 Double CheckLock（DCL）實現單例

DCL方式實現單例模式的優點是既能夠在需要時才初始化單例模式，又能保證線程安全，且單例對象初始化後調用getInstance不進行同步鎖。

代碼如下所示：

public class Singleton{
    private static Singleton sInstance = null;
    private Singleton(){
    }
    public void doSometing(){
        System.out.println("do sth.");
    }
    public static Singleton getInstance(){
        if(mInstahce == null){
            synchronized(Singleton.class){
                if(mInstance == null){
                    sInstance = new Singleton();
                }
            }
        }
        return sInstance;
    }
}

本程序的亮點自然都在getInstance方法上，可以看到getInstance方法對instance進行了兩次判斷：第一層判斷主要是為了避免不必要的同步，第二層判斷則是為了在null的情況下創建實例，這是什麼意思呢？

首先我們要知道sInstance = new Singleton()這個語句，它大致做了三件事情：
(1)給Singleton的實例分配內存；
(2)調用Singleton()的構造函數，初始化成員字段；
(3)將sInstance對象指向分配的內存空間(此時sInstance就不是null了)。

在JDK1.5之前的JMM長Cache、寄存器到主內存回寫順序的規定，上面的第二和第三順序是無法保證的，也就是說，執行順序可能是1-2-3也可能是1-3-2。如果是後者，並且在3執行完畢，2未執行之前，被切換到線程B上，這時候sInstance因為已經在線程A內執行過了第三點，sInstance已經是非空了，所以，線程B直接取走sInstance，再使用時就會出錯，這就是DCL失效的問題，而且這種難以跟蹤。

JDK1.5之後SUN公司調整了JMM，具體化了volatile關鍵字，因此，只需要將sInstance的定義改成private volatile static Singleton sInstance = null就可以保證sInstance對象每次都是從主內存中讀取，就可以使用DCL的寫法來完成單例模式，當然使用volatile或多或少也會影響到性能。

DCL的有點：資源利用率高，第一次執行getInstance是時單例對象才會被實例化，效率高。
缺點：第一次加載時反應有點慢，也由於java的內存模型的原因偶爾會失敗，在高並發環境下也有一定的缺陷，雖然發生的概率很小。DCL模式是使用最多的單例實現方式，它能夠在需要時才實例化單例對象，並且能夠在絕大多數場景下保證單例對象的唯一性。除非代碼在並發場景比較復雜。

6.3 靜態內部類單例模式

DCL雖然在一定程度上解決了資源消耗、多余的同步、線程安全等問題但是，他還是在某下情況下出現時效的問題，這個問題被稱為雙重檢查鎖定失效，在《java並發編程實踐》這一書中有討論。
建議使用如下代碼進行替換

public class Singleton{
    private Singleton(){}
    public static Singleton getInstance(){
        return SingletonHolder.sInstance;
    }
    //靜態內部類
    private static class SingletonHolder{
        private static final Singleton sInstance = new Singleton();
    }
}

當第一次加載Singleton類時並不會初始化sInstance,只有在第一次調用Singleton的getInstance方法時才會導致sInstance被初始化。因此，第一次調用getInstance方法會導致虛擬機加載SingletonHolder類，這種方式不僅能夠保證線程安全，也能夠保證單例對象的唯一性，同事也延遲了單例的實例化，所以這是推薦使用單例模式的實現方式。

6.4 枚舉單例

枚舉就是最簡單的單例實現方法

public enum SingleEnum{
    INSTANCE;
    public void doSomething{
        System.out.println("do sth.");
    }
}

寫法簡單就是枚舉最大的優點，枚舉在Java中與普通的類是一樣的，不僅能夠有字段，還能夠有自己的方法。更重要的是默認枚舉實例的創建是線程安全的，並且在任何情況下它都是一個單例。

6.5使用容器實現單例模式

public class SingletonManager{
    private static Map objMap = new HashMap();

    private Singleton(){}
    public static void registerService(String key,Object instance){
        if (!objMap.containKey(key)) {
            objMap.put(key,instance);

        }
    }
    public static ObjectgetService(String key){
        return objMap.get(key);
    }
}