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Java核心库中的GoF设计模式示例

从最佳答案的“Singleton”部分，

Singleton（可由每次返回相同实例（通常是其本身）的创建方法识别）java.lang.Runtime#获取运行时间（）java.awt.Desktop#getDesktop（）java.lang.System#getSecurityManager（）

您还可以从Java本机类本身学习Singleton的示例。

这是如何实现一个简单的单例：

public class Singleton {
    // It must be static and final to prevent later modification
    private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
    /** The constructor must be private to prevent external instantiation */
    private Singleton(){}
    /** The public static method allowing to get the instance */
    public static Singleton getInstance() {
        return INSTANCE;
    }
}

这是如何正确地延迟创建单例：

public class Singleton {
    // The constructor must be private to prevent external instantiation
    private Singleton(){}
    /** The public static method allowing to get the instance */
    public static Singleton getInstance() {
        return SingletonHolder.INSTANCE;
    }
    /**
     * The static inner class responsible for creating your instance only on demand,
     * because the static fields of a class are only initialized when the class
     * is explicitly called and a class initialization is synchronized such that only
     * one thread can perform it, this rule is also applicable to inner static class
     * So here INSTANCE will be created only when SingletonHolder.INSTANCE
     * will be called
     */
    private static class SingletonHolder {
        private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
    }
}

另一个经常用来反对单态的论点是它们的可测试性问题。出于测试目的，单体不容易被模拟。如果这是一个问题，我想做以下轻微修改：

public class SingletonImpl {

    private static SingletonImpl instance;

    public static SingletonImpl getInstance() {
        if (instance == null) {
            instance = new SingletonImpl();
        }
        return instance;
    }

    public static void setInstance(SingletonImpl impl) {
        instance = impl;
    }

    public void a() {
        System.out.println("Default Method");
    }
}

添加的setInstance方法允许在测试期间设置单例类的实体模型实现：

public class SingletonMock extends SingletonImpl {

    @Override
    public void a() {
        System.out.println("Mock Method");
    }

}

这也适用于早期初始化方法：

public class SingletonImpl {

    private static final SingletonImpl instance = new SingletonImpl();

    private static SingletonImpl alt;

    public static void setInstance(SingletonImpl inst) {
        alt = inst;
    }

    public static SingletonImpl getInstance() {
        if (alt != null) {
            return alt;
        }
        return instance;
    }

    public void a() {
        System.out.println("Default Method");
    }
}

public class SingletonMock extends SingletonImpl {

    @Override
    public void a() {
        System.out.println("Mock Method");
    }

}

这有一个缺点，就是将此功能也暴露给普通应用程序。其他编写该代码的开发人员可能会尝试使用“setInstance”方法来更改特定函数，从而改变整个应用程序的行为，因此该方法的javadoc中至少应该包含一个良好的警告。

尽管如此，对于模型测试的可能性（当需要时），这种代码暴露可能是可以接受的代价。

Java 5+中的线程安全：

class Foo {
    private static volatile Bar bar = null;
    public static Bar getBar() {
        if (bar == null) {
            synchronized(Foo.class) {
                if (bar == null)
                    bar = new Bar();
            }
        }
        return bar;
    }
}

注意此处的挥发性修饰语。：）这很重要，因为如果没有它，JMM（Java内存模型）就不能保证其他线程看到其值的更改。同步不会处理这一点——它只序列化对该代码块的访问。

@Bno的回答详细介绍了Bill Pugh（FindBugs）推荐的方法，并且可以更好地进行论证。去阅读并投票支持他的答案。

Stu Thompson发布的解决方案在Java 5.0及更高版本中有效。但我宁愿不使用它，因为我认为它容易出错。

人们很容易忘记不稳定的说法，也很难理解为什么有必要这样做。如果没有易失性，由于双重检查锁定反模式，该代码将不再是线程安全的。有关这一点的更多信息，请参阅《Java并发实践》第16.2.4段。简而言之：此模式（在Java5.0之前或没有volatile语句）可能返回对Bar对象的引用，该对象（仍然）处于错误状态。

这种模式是为性能优化而发明的。但这真的不再是一个真正的问题了。下面的惰性初始化代码很快，更重要的是，更容易阅读。

class Bar {
    private static class BarHolder {
        public static Bar bar = new Bar();
    }

    public static Bar getBar() {
        return BarHolder.bar;
    }
}

对于JSE 5.0及以上版本，采用Enum方法。否则，使用静态单例持有者方法（Bill Pugh描述的一种延迟加载方法）。后一种解决方案也是线程安全的，不需要特殊的语言构造（即易失性或同步）。