1.單件（單態(tài)，Singleton）模式部分

*有些對(duì)象我們只需要一個(gè)，比如說(shuō)：線程池（threadpool）、緩存（cache）、對(duì)話框（）、處理偏好設(shè)置的對(duì)象、處理注冊(cè)表（register）的對(duì)象、日志對(duì)象，以及充當(dāng)打印機(jī)、顯卡等設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序?qū)ο蟆＿@些對(duì)象只能有一個(gè)實(shí)例，如果出現(xiàn)多個(gè)實(shí)例就會(huì)導(dǎo)致程序的行為異常、資源使用過(guò)量，或者產(chǎn)生的結(jié)果不一致等等問(wèn)題。

*單件模式與全局靜態(tài)變量的區(qū)別：
（1）使用全局靜態(tài)變量需要程序員之間的約定才能保證只有一個(gè)實(shí)例，而單件模式無(wú)需這樣的約定就可以確保只有一個(gè)實(shí)例被創(chuàng)建。
（2）靜態(tài)變量在程序一開(kāi)始就被創(chuàng)建（這取決于JVM的實(shí)現(xiàn)），而單件模式只是在使用時(shí)才創(chuàng)建對(duì)象。如果這個(gè)被創(chuàng)建的對(duì)象非常消耗資源，而在程序運(yùn)行的過(guò)程中沒(méi)有用到它，就會(huì)造成很大的浪費(fèi)，這是靜態(tài)變量的缺點(diǎn)。

*在單態(tài)模式中，如果不需要這個(gè)實(shí)例，它就永遠(yuǎn)不會(huì)被創(chuàng)建。這就是“延遲實(shí)例化（Lazy Instance）”。

*單件模式的應(yīng)用場(chǎng)景之一是設(shè)置類(lèi)對(duì)象，比如注冊(cè)表設(shè)置（Register Setting）對(duì)象。如果設(shè)置對(duì)象有多份拷貝，就會(huì)把設(shè)置搞得一團(tuán)糟。

*單件常用來(lái)管理共享的資源，比如數(shù)據(jù)庫(kù)連接池或線程池。

單件（Singleton）模式：確保一個(gè)類(lèi)只有一個(gè)實(shí)例，并提供一個(gè)全局訪問(wèn)點(diǎn)。

*多線程會(huì)影響到單件模式，如果不對(duì)它進(jìn)行處理就會(huì)在單件模式下仍然創(chuàng)建多于一個(gè)實(shí)例。
解決這個(gè)問(wèn)題有以下三種方式：
（1）使用同步。但是簡(jiǎn)單地給創(chuàng)建實(shí)例方法（getInstance()）增加synchronized修飾符雖然可以解決多線程的問(wèn)題，但是導(dǎo)致每次調(diào)用都同步，而在靜態(tài)變量被設(shè)置之后，同步就是多余的了，因此，這降低了程序的效率。
在程序頻繁運(yùn)行的地方增加同步可能會(huì)使效率降低100倍！因此要盡量避免使用同步，如果使用，就要盡量縮減需要同步的代碼。
方法如下：

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public class Singleton {
private static Singleton instance;
private Singleton() {}
public synchronized static Singleton getInstance() {
if (instance == null) {
instance = new Singleton();
}
return instance;
}
}
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（2）使用“急切（eagerly）”創(chuàng)建實(shí)例，也就是在生命靜態(tài)變量的時(shí)候就創(chuàng)建實(shí)例，而不是等到使用的時(shí)候再創(chuàng)建。該方式適用于程序總是需要?jiǎng)?chuàng)建和使用單件實(shí)例、程序在創(chuàng)建和運(yùn)行時(shí)負(fù)擔(dān)不是太重、單件實(shí)例占用的資源較少的情況。
方法如下：

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public class Singleton {
private static Singleton instance = new Singleton();
private Singleton() {}
public static Singleton getInstance() {
return instance;
}
}
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（3）在創(chuàng)建實(shí)例方法（getInstance()）方法中使用“雙重檢查加鎖（Double-Checked Locking）”，這樣既保持了“延遲實(shí)例化（Lazy Instance）”，又保證只在第一次調(diào)用時(shí)同步。
方法如下：

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public class Singleton {
private volatile static Singleton instance;
private Singleton() {}
public static Singleton getInstance() {
if (instance == null) {
synchronized (Singleton.class) {
if (instance == null) {
instance = new Singleton();
}
}
}
return instance;
}
}
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在這個(gè)方法里使用到了volatile這個(gè)關(guān)鍵字，下面對(duì)這個(gè)“關(guān)鍵的”關(guān)鍵字進(jìn)行說(shuō)明：
Java語(yǔ)言規(guī)范指出，為了獲得最佳速度，允許線程保存共享成員變量的私有拷貝，而且只當(dāng)線程進(jìn)入和離開(kāi)同步代碼塊時(shí)才與共享成員變量的原始值進(jìn)行對(duì)比。
而被volatile修飾的成員變量在線程中的私有拷貝每次被線程訪問(wèn)時(shí)，都強(qiáng)迫從共享內(nèi)存中重讀該成員變量的值。而且，當(dāng)成員變量的私有拷貝發(fā)生變化時(shí)，強(qiáng)迫線程將變化值回寫(xiě)到共享內(nèi)存。這樣在任何時(shí)刻，兩個(gè)不同的線程總是看到某個(gè)成員變量的同一個(gè)值。
因此volatile關(guān)鍵字是使“雙重檢查加鎖（Double-Checked Locking）”有效的前提。
但是需要注意，在1.4及以前版本的JDK中，JVM對(duì)volatile關(guān)鍵字的實(shí)現(xiàn)會(huì)導(dǎo)致雙重檢查加鎖失效，所以這個(gè)方法只適用于1.5（包含）以后版本。

*以上對(duì)三種處理多線程方法的總結(jié)也就是“Sharpen Your Pencil”的解答。

*可以通過(guò)把一個(gè)類(lèi)中的全部方法都定義為靜態(tài)方法的方式來(lái)達(dá)到和單件模式同樣的效果，但是由于類(lèi)的初始化順序由JVM控制，所以可能導(dǎo)致與初始化順序有關(guān)的BUG，而這樣的BUG常常難于被發(fā)現(xiàn)。當(dāng)類(lèi)的初始化比較簡(jiǎn)單時(shí)，可以使用此方法。

*類(lèi)加載器會(huì)破壞單件模式，因?yàn)椴煌念?lèi)加載器可以分別創(chuàng)建同一個(gè)單件的對(duì)象，單件對(duì)象就有了多個(gè)實(shí)例。解決辦法是：自行指定類(lèi)加載器，并且指定同一個(gè)類(lèi)加載器。

*在Java 1.2及以前版本中，垃圾收集器有一個(gè)BUG，會(huì)造成單件在沒(méi)有全局引用時(shí)，被當(dāng)做垃圾清理掉。在1.2以后的版本中，這個(gè)BUG已經(jīng)得到了修復(fù)，因此不用擔(dān)心了。
如果使用的是1.2及以前的版本，可以建立一個(gè)單件注冊(cè)表（Register），從而避免單件被垃圾收集器回收。

*雖然單件模式不支持繼承，但在一個(gè)軟件中用到它的機(jī)會(huì)并不多，所以這個(gè)限制幾乎沒(méi)有影響。

*Java中實(shí)現(xiàn)單件（Singleton）模式需要私有的構(gòu)造器、一個(gè)靜態(tài)變量和一個(gè)靜態(tài)方法。

2.單件（Singleton）模式實(shí)例

第一種實(shí)現(xiàn)：

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

第二種實(shí)現(xiàn)：

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

第三種實(shí)現(xiàn)（適用于1.5及以后版本）：

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

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