单例模式

1.单例模式
    作为对像的创建模式【GOF95】，单例模式确保某一类只有一个实例，而且自行实例化并向整个系统提供这个实例。这个类称为单例类。
    要点：
    一、是某个类只能有一个实例
    二、它必须自行创建这个实例
    三、它必须自行向整个系统提供这个实例
    如：有个单例对象，而客户甲、客户乙、客户丙是单例对象的三个客户对象。因此，三个客户共享一个单例对象，而且单例对象持有对自身的引用。
  
    (1)资源管理
    一些资源管理器常被设计成单例模式。

    外部资源
    1.每台计算机可以有若干个打印机，但只能有一个Printer Spooler，以避免两个打印作业同时输出到打印机中
    2.每台计算机可以有若干通信端口，系统应当集中管理这些通信端口，以避免一个通信端口同时被两个请求同时调用
   
    内部资源
    1.大多数的软件都有一个或多个属性文件(properties)存放系统配置。这样的系统应当有一个对象来管理一个属性文件。
    2.负责记录网站来访的人数的部件，记录软件系统内部事件、出错信息的部件，或是对系统的表现进行检查的部件等。
   
    这些资源管理器构件必须只有一个实例，必须自行初始化，允许整个系统访问自己。它们都满足单例模式的条件，是单例模式的应用。

    一个例子：Windows回收站
    windows 9x以后的视窗系统都有一个回收站，在整个视窗系统中，回收站只能有一个实例，整个系统都使用这个唯一的实例，而且回收站自行提供自己的实例。因此，回收站是单例模式的应用。
   

    双重检查成例
    双重检查成例与单例模式并无直接关系，但是由于很多C语言设计师在单例模式里面使用双重检查成例，而这一做法也被很多java设计师所模仿。但是双重检查成例在java语言里并不能成立。

    由于java语言的特点，使得单例模式在java语言的实现上有自己的特点，这些特点主要表现在单例类如何将自己实例化上。
    饿汉式单例类，饿汉式单例类是在java语言里实现最为简便的单例类。
    代码清单：饿汉式单例类
    public class EagerSingleton{
        private static final EagerSingleton m_instance=new EagerSingleton();
    /**
     *私有的默认构造方法
     */
    private EagerSingleton(){};
   
    /**
     *静态工厂方法
     *
     */
     public static EagerSingleton getInstance(){
         return m_instance;
     }    
}
   
    我们可以看出，在这个类被加载时，静态变量m_instance会被初始化，此时类的私有构造方法会被调用。这时候，单例类的唯一实例就被创建出来了。

    java语言中单列类的一个重要的特点是类的构造方法是私有的，从而避免外界利用构造方法直接创建出任意多的实例。值得指出的是，由于构造方法是私有的，因此，此类不能被继承。

    懒汉式单例类

    与饿汉式单例类相同之处是，类的构造方法是私有的。不同的是，懒汉式单例类在第一次被引用时将自己实例化。如果加载器是静态的，那么在懒汉式单例类被加载时不会将自己实例化。
    代码清单：懒汉式单例类
    public class LazySingleton{
        private static LazySingleton m_instance=null;
        /**
         *私有的默认构造方法，保证外界无法直接实例化
         */
        private LazySingleton{}
        /**
         *静态工厂方法，返回此类的唯一实例
         */
        synchronized public static LazySingleton getInstance(){
            if(m_instance==null){
                m_instance=new LazySingleton();
            }
            return m_instance;
        }
}

     我们可以注意到，在上面给出懒汉式单例类实现里面对静态工厂方法使用了同步化，以处理多线程环境。有些设计师在这里建议使用所谓的“双重检查成例”。必须指出的是，“双重检查成例”不可以在java语言中使用。

    饿汉式单例类被加载时就将自己实例化，单从资源利用效率角度来讲，比懒汉式单例类稍差些。
    从速度和反应时间，懒汉式单例类稍差些。然而，懒汉式单例类在实例化时，必须处理好在多个线程同时首次引用此类时的访问限制问题，特别是当单例类作为资源控制器，在实例化时必然涉及资源初始化，而资源初始化很有可能耗费时间，这意味着出现多线程同时首次引用此类的几率变的较大。

    饿汉式单例类可以在java语言内实现，但不易在c++内实现，因为静态初始化在c++里没有固定的顺序，因而静态m_instanse变量的初始化与类的加载顺序没有保证，可能会出问题。