介绍

单例模式确保一个类只有一个实例，并提供了一个全局访问点。

应用

线程池，数据库连接对象。

经典单例模式

一个经典的单例模式实现：

// NOTE: This is not thread safe!

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

该实现是线程不安全的。可以想象有两个线程同时进入了getInstance()方法。

解决经典单例模式线程安全问题

解决方案，给getInstance方法加上synchronized关键字，迫使每个线程进入该方法前都需要等待别的线程离开该方法。

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

该解决方案得缺点就是只有第一次执行该方法才真正需要线程同步。

更进一步…

这里给出三种改善方案：

如果getInstance得性能对于应用程序不是很关键，就什么也别做。
使用“急切”创建实例，而不用延迟实例化的做法。

public class Singleton {
    private static Singleton instance = new Singleton();
    private Singleton() {}
    public Singleton getInstance(){
        return instance;
    }
}

使用双重检查加锁，在getInstance中减少使用同步。

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

备注：

首先检查实例是否存在，如果不存在再进入同步代码块。
进入区块后在检查一次，如果仍然是null则创建实例。
volatile关键字确保：当instance变量初始化后，多个线程正确的处理instance变量。

思考

两个类加载器可能有机会创建自己的单例实例？

是的。所以如果你的程序有多个类加载器又同时使用了单例模式，请小心。解决方法是自行指定类加载器，并指定同一个类加载器。

类如果能做两件事，就违反了OO设计。单例模式是否违反了这样的观念呢？

单例类不止负责管理自己的实例，还在应用程序中担任角色，所以可以视为是两个责任。但是由类管理自己的实例的做法并不少见，也可以让设计更简单。

我想把单例类当成超类，设计出子类。究竟可不可以继承单例类。

不能。继承单例类遇到的一个问题就是构造器是私有的。你不能用私有构造器来扩展类。

参考资料

《Head First设计模式》(中文版)