Java设计模式之单例模式及其应用

一、 单例模式概述

Java中单例模式的定义是：一个类只有一个实例，而且自行实例化并且向整个系统提供这个实例。

优点：由于单例模式在内存中只有一个实例，减少了内存开支和系统的性能开销；单例模式可以避免对资源的多重占用。

二、单例模式的几种形式

1.  饿汉式单例

public class Singleton {
 private static final Singleton singleton= new Singleton();
 private Singleton(){
 }
 public Singleton getSingleton(){
  return singleton;
 }
}

饿汉式是线程安全的，在类开始加载的时候就完成了单例的初始化。线程安全在java并发编程实战中是这样定义的：当多个线程访问某个类时，不管运行时环境采用何种调度方式或者这些线程将如何交替执行，并且在主调代码中不需要任何额外的同步或者协同，这个类都能表现出正确的行为，那么就称这个类是线程安全的。

2．懒汉式单例

public class Singleton {
    private Singleton() {}
    private static Singleton single=null;
    public static Singleton getInstance() {
        if (single == null) { 
            single = new Singleton();
        } 
        return single;
    }
}

懒汉式不是线程安全的，并发环境下，可能出现多个single对象。要实现线程安全，可以采用双重锁：

public static Singleton getInstance() {
    if (singleton == null) { 
        synchronized (Singleton.class) { 
          if (singleton == null) { 
              singleton = new Singleton();
          } 
        } 
    } 
    return singleton;
}

三、单例模式在spring中的应用

DefaultSingletonBeanRegistry类中的getSingleton方法：

/** Cache of singleton objects: bean name --> bean instance */
 private final Map<String, Object> singletonObjects = new ConcurrentHashMap<String, Object>(64);

/** Cache of singleton factories: bean name --> ObjectFactory */
 private final Map<String, ObjectFactory<?>> singletonFactories = new HashMap<String, ObjectFactory<?>>(16);

/** Cache of early singleton objects: bean name --> bean instance */
 private final Map<String, Object> earlySingletonObjects = new HashMap<String, Object>(16);

 protected Object getSingleton(String beanName, boolean allowEarlyReference) {
 // map缓存中查看是否存在实例
  Object singletonObject = this.singletonObjects.get(beanName);
  if (singletonObject == null && isSingletonCurrentlyInCreation(beanName)) {
   synchronized (this.singletonObjects) {
    singletonObject = this.earlySingletonObjects.get(beanName);
    if (singletonObject == null && allowEarlyReference) {
     ObjectFactory<?> singletonFactory = this.singletonFactories.get(beanName);
     if (singletonFactory != null) {
      singletonObject = singletonFactory.getObject();
      this.earlySingletonObjects.put(beanName, singletonObject);
      this.singletonFactories.remove(beanName);
     }
    }
   }
  }
  return (singletonObject != NULL_OBJECT ? singletonObject : null);
 }

从上面的代码中可以看出spring在获取单例bean的时候，采用了双重判断加锁的单例模式，首先尝试从map缓存singletonObjects中获取实例，如果获取不到，对singletonObjects加锁，再到map缓存earlySingletonObjects里面获取，如果还是为null，就创建一个bean，并放到earlySingletonObjects中去。