一、什么是Singleton？

《設(shè)計(jì)模式》的作者、Eclipse和 Junit 的開發(fā)者 Erich Gamma 在它的理論體系中將 Singleton 定義為僅僅被實(shí)例化一次的類。在當(dāng)今面向?qū)ο蟪绦虻膶?shí)際開發(fā)中，Singleton 通常被用來代表一個(gè)無狀態(tài)的對(duì)象，例如函數(shù)和那些本質(zhì)上唯一的系統(tǒng)組件。

值得注意的是，使類成為 Singleton 會(huì)使得它的客戶端測(cè)試變得非常困難，因?yàn)槲覀儾豢赡芙oSingleton替換模擬實(shí)現(xiàn)，除非我們實(shí)現(xiàn)一個(gè)充當(dāng)其類型的接口。

實(shí)現(xiàn) Singleton 有三種常見方法，他們或是保持構(gòu)造器私有并導(dǎo)出公有的靜態(tài)成員，或是聲明一個(gè)包含單個(gè)元素的枚舉類型。

二、Singleton實(shí)現(xiàn) —— 構(gòu)造器私有

1、公有靜態(tài)成員為一個(gè)final域

//Singleton with public final field 
public class Elvis { 
 public static final Elvis INSTANCE = new Elvis(); 
 pritvate Elvis() { ... } 
 public void leaveTheBuilding() { ... }
} 

在這個(gè)類中，我們僅僅擁有一個(gè)私有的構(gòu)造器，它也只在初始化final域時(shí)被調(diào)用一次。由于缺少可以使用的構(gòu)造器，后續(xù)的程序無法再創(chuàng)建 Elvis 對(duì)象。這保證了在該Java程序的整個(gè)生命周期中， Elvis 對(duì)象有且只有一個(gè)存在。

但需要注意的是，一些高權(quán)限的客戶端可以借助 AccessibleObject.setAccessible 方法通過反射機(jī)制調(diào)用私有的構(gòu)造器。為了避免這樣的可能的攻擊，可以修改構(gòu)造器，讓它在被要求創(chuàng)建第二個(gè)實(shí)例的時(shí)候拋出異常。

公有域方法的主要優(yōu)勢(shì)在于，API很清楚地表明了這個(gè)類是一個(gè) Singleton ，畢竟這是一個(gè)公有的靜態(tài)屬性。另外，這個(gè)方法要更加簡(jiǎn)單。

2、公有靜態(tài)成員為一個(gè)靜態(tài)工廠方法

//Singleton with static factory
public class Elvis { 
 private static final Elvis INSTANCE = new Elvis(); 
 pritvate Elvis() { ... } 
 public static Elvis getInstance(){ return INSTANCE; }
 public void leaveTheBuilding(){ ... }
} 

顯然，無論怎樣調(diào)用 getInstance 方法，返回的都是同一個(gè)對(duì)象的引用。注意上面提示的反射攻擊問題依然存在。

靜態(tài)工廠方法有三大優(yōu)勢(shì)

• 第一，它提供了更多的靈活性，在不改變API的前提下，我們可以輕易地自由調(diào)整這個(gè)類是否是Singleton。工廠方法返回該類的唯一實(shí)例，但它很容易修改成別的樣子，例如為每個(gè)調(diào)用該方法的線程提供唯一實(shí)例。
• 第二，如果程序需要，我們可以編寫一個(gè)泛型 Singleton 工廠。
• 第三，我們可以通過方法引用作為提供者，比如 Elvis::instance 就是一個(gè) Supplier< Elvis >
  

（注：方法引用是Java8的一個(gè)新特性）

除非我們需要上述的其中一種優(yōu)勢(shì)，我們還是應(yīng)該選擇更簡(jiǎn)單易懂的使用公有域的方法。

3、將利用上述方法實(shí)現(xiàn)的Singleton類變?yōu)榭尚蛄谢?/strong>

//readResolve method to preserve singleton property 
 private Object readResolve(){
 //Return the one true Elvis and let the garbage collector take care of the Elvis impersonator
 return INSTANCE;
 }

//Enum singleton - the preferred approach
public enum Elvis{
 INSTANCE;
 public void leaveTheBuilding(){ ... }
}