详解JavaSingleton单例模式的好处.docx

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详解JavaSingleton单例模式的好处

Singleton模式看起来简单，使用方法也很方便，但是真正用好，是非常不容易，需要对Java的类

，线程，内存等概念有相当的了解。

本文介绍了Singleton模式的使用方法及好处。

JavaSingleton模式主要作用是保证在Java应用程序中，一个类Class只有一个实例存在。

在很多操作中，比如建立目录数据库连接都需要这样的单线程操作。

还有,singleton能够被状态化;这样，多个单态类在一起就可以作为一个状态仓库一样向外提供

服务，比如，你要论坛中的帖子计数器，每次浏览一次需要计数，单态类能否保持住这个计数，并且能

synchronize的安全自动加1，如果你要把这个数字永久保存到数据库，你可以在不修改单态接口的情况下

方便的做到。

另外方面，Singleton也能够被无状态化。

提供工具性质的功能，

JavaSingleton模式就为我们提供了这样实现的可能。

使用Singleton的好处还在于可以节省内存

，因为它限制了实例的个数，有利于Java垃圾回收（garbagecollection）。

我们常常看到工厂模式中类装入器（classloader）中也用Singleton模式实现的,因为被装入的类实

际也属于资源。

如何使用?

一般，JavaSingleton模式通常有几种形式:

1.publicclassSingleton{

2.

3.privateSingleton（）{}

4.

5.//在自己内部定义自己一个实例，是不是很奇怪？

6.//注意这是private只供内部调用

7.

8.privatestaticSingletoninstance=newSingleton（）;

9.

10.//这里提供了一个供外部访问本class的静态方法，可以直接访问

11.publicstaticSingletongetInstance（）{

12.returninstance;

13.}

14.}

第二种形式:

1.publicclassSingleton{

2.

3.privatestaticSingletoninstance=null;

4.

5.publicstaticsynchronizedSingletongetInstance（）{

6.

7.//这个方法比上面有所改进，不用每次都进行生成对象，只是第一次

8.//使用时生成实例，提高了效率！

9.if（instance==null）

10.instance＝newSingleton（）;

11.returninstance;}

12.

13.}

使用Singleton.getInstance（）可以访问单态类。

上面第二中形式是lazyinitialization，也就是说第一次调用时初始Singleton，以后就不用再生

成了。

注意到lazyinitialization形式中的synchronized，这个synchronized很重要，如果没有

synchronized，那么使用getInstance（）是有可能得到多个Singleton实例。

关于lazyinitialization的

Singleton有很多涉及double-checkedlocking（DCL）的讨论，有兴趣者进一步研究。

一般认为第一种形式要更加安全些。

使用JavaSingleton模式注意事项：

有时在某些情况下，使用Singleton并不能达到Singleton的目的，如有多个Singleton对象同时被

不同的类装入器装载；在EJB这样的分布式系统中使用也要注意这种情况，因为EJB是跨服务器，跨JVM的

。

我们以SUN公司的宠物店源码（PetStore1.3.1）的ServiceLocator为例稍微分析一下：

在PetStore中ServiceLocator有两种，一个是EJB目录下；一个是WEB目录下，我们检查这两个

ServiceLocator会发现内容差不多，都是提供EJB的查询定位服务，可是为什么要分开呢？

仔细研究对这

两种ServiceLocator才发现区别：

在WEB中的ServiceLocator的采取Singleton模式，ServiceLocator属

于资源定位，理所当然应该使用Singleton模式。

但是在EJB中，Singleton模式已经失去作用，所以

ServiceLocator才分成两种，一种面向WEB服务的，一种是面向EJB服务的。

JavaSingleton模式看起来简单，使用方法也很方便，但是真正用好，是非常不容易，需要对Java

的类，线程，内存等概念有相当的了解。

packagesort;

importjava.util.Random;

/**

*排序测试类

*

*排序算法的分类如下：

1.插入排序（直接插入排序、折半插入排序、希尔排序）；2.交换排序（冒泡泡排序、快速排序）；

*3.选择排序（直接选择排序、堆排序）；4.归并排序；5.基数排序。

*

*关于排序方法的选择：

（1）若n较小（如n≤50），可采用直接插入或直接选择排序。

*当记录规模较小时，直接插入排序较好；否则因为直接选择移动的记录数少于直接插人，应选直接选择排序为宜。

*

（2）若文件初始状态基本有序（指正序），则应选用直接插人、冒泡或随机的快速排序为宜；

*（3）若n较大，则应采用时间复杂度为O（nlgn）的排序方法：

快速排序、堆排序或归并排序。

*

*/

/**

*@corporation北京环亚

*@authorHDS

*@dateNov19,200910:

43:

44AM

*@pathsort

*@descriptionJAVA排序汇总

*/

publicclassSortTest{

////////==============================产生随机数==============================///////////////////

/**

*@description生成随机数

*@dateNov19,2009

*@authorHDS

*@returnint[]

*/

publicint[]createArray（）{

Randomrandom=newRandom（）;

int[]array=newint[10];

for（inti=0;i<10;i++）{

array[i]=random.nextInt（100）-random.nextInt（100）;//生成两个随机数相减，保证生成的数中有负数

}

System.out.println（"==========原始序列=========="）;

printArray（array）;

returnarray;

}

/**

*@description打印出随机数

*@dateNov19,2009

*@authorHDS

*@paramdata

*/

publicvoidprintArray（int[]data）{

for（inti:

data）{

System.out.print（i+""）;

}

System.out.println（）;

}

/**

*@description交换相邻两个数

*@dateNov19,2009

*@authorHDS

*@paramdata

*@paramx

*@paramy

*/

publicvoidswap（int[]data,intx,inty）{

inttemp=data[x];

data[x]=data[y];

data[y]=temp;

}

/**

*冒泡排序----交换排序的一种

*方法：

相邻两元素进行比较，如有需要则进行交换，每完成一次循环就将最大元素排在最后（如从小到大排序），下一次循环是将其他的数进行类似操作。

*性能：

比较次数O（n^2）,n^2/2；交换次数O（n^2）,n^2/4

*

*@paramdata

*要排序的数组

*@paramsortType

*排序类型

*@return

*/

publicvoidbubbleSort（int[]data,StringsortType）{

if（sortType.equals（"asc"））{//正排序，从小排到大

//比较的轮数

for（inti=1;i

//将相邻两个数进行比较，较大的数往后冒泡

for（intj=0;j

if（data[j]>data[j+1]）{

//交换相邻两个数

swap（data,j,j+1）;

}

}

}

}elseif（sortType.equals（"desc"））{//倒排序，从大排到小

//比较的轮数

for（inti=1;i

//将相邻两个数进行比较，较大的数往后冒泡

for（intj=0;j

if（data[j]

//交换相邻两个数

swap（data,j,j+1）;

}

}

}

}else{

System.out.println（"您输入的排序类型错误！

"）;

}

printArray（data）;//输出冒泡排序后的数组值

}

/**

*直接选择排序法----选择排序的一种方法：

每一趟从待排序的数据元素中选出最小（或最大）的一个元素，

*顺序放在已排好序的数列的最后，直到全部待排序的数据元素排完。

性能：

比较次数O（n^2）,n^2/2交换次数O（n）,n

*交换次数比冒泡排序少多了，由于交换所需CPU时间比比较所需的CUP时间多，所以选择排序比冒泡排序快。

*但是N比较大时，比较所需的CPU时间占主要地位，所以这时的性能和冒泡排序差不太多，但毫无疑问肯定要快些。

*

*@paramdata

*要排序的数组

*@paramsortType

*排序类型

*@return

*/

publicvoidselectSort（int[]data,StringsortType）{

if（sortType.endsWith（"asc"））{//正排序，从小排到大

intindex;

for（inti=1;i

index=0;

for（intj=1;j<=data.length-i;j++）{

if（data[j]>data[index]）{

index=j;

}

}

//交换在位置data.length-i和index（最大值）两个数

swap（data,data.length-i,index）;

}

}elseif（sortType.equals（"desc"））{//倒排序，从大排到小

intindex;

for（inti=1;i

index=0;

for（intj=1;j<=data.length-i;j++）{

if（data[j]

index=j;

}

}

//交换在位置data.length-i和index（最大值）两个数

swap（data,data.length-i,index）;

}

}else{

System.out.println（"您输入的排序类型错误！

"）;

}

printArray（data）;//输出直接选择排序后的数组值

}

/**

*插入排序方法：

将一个记录插入到已排好序的有序表（有可能是空表）中,从而得到一个新的记录数增1的有序表。

性能：

比较次数O（n^2）,n^2/4

*复制次数O（n）,n^2/4比较次数是前两者的一般，而复制所需的CPU时间较交换少，所以性能上比冒泡排序提高一倍多，而比选择排序也要快。

*

*@paramdata

*要排序的数组

*@paramsortType

*排序类型

*/

publicvoidinsertSort（int[]data,StringsortType）{

if（sortType.equals（"asc"））{//正排序，从小排到大

//比较的轮数

for（inti=1;i

//保证前i+1个数排好序

for（intj=0;j

if（data[j]>data[i]）{

//交换在位置j和i两个数

swap（data,i,j）;

}

}

}

}elseif（sortType.equals（"desc"））{//倒排序，从大排到小

//比较的轮数

for（inti=1;i

//保证前i+1个数排好序

for（intj=0;j

if（data[j]

//交换在位置j和i两个数

swap（data,i,j）;

}

}

}

}else{

System.out.println（"您输入的排序类型错误！

"）;

}

printArray（data）;//输出插入排序后的数组值

}

/**

*反转数组的方法

*

*@paramdata

*源数组

*/

publicvoidreverse（int[]data）{

intlength=data.length;

inttemp=0;//临时变量

for（inti=0;i

temp=data[i];

data[i]=data[length-1-i];

data[length-1-i]=temp;

}

printArray（data）;//输出到转后数组的值

}

/**

*快速排序快速排序使用分治法（Divideandconquer）策略来把一个序列（list）分为两个子序列（sub-lists）。

步骤为：

*1.从数列中挑出一个元素，称为"基准"（pivot），2.

*重新排序数列，所有元素比基准值小的摆放在基准前面，所有元素比基准值大的摆在基准的后面（相同的数可以到任一边）。

在这个分割之后，该基准是它的最后位置。

这个称为分割（partition）操作。

*3.递归地（recursive）把小于基准值元素的子数列和大于基准值元素的子数列排序。

*递回的最底部情形，是数列的大小是零或一，也就是永远都已经被排序好了。

虽然一直递回下去，但是这个算法总会结束，因为在每次的迭代（iteration）中，它至少会把一个元素摆到它最后的位置去。

*

*@paramdata

*待排序的数组

*@paramlow

*@paramhigh

*@seeSortTest#qsort（int[],int,int）

*@seeSortTest#qsort_desc（int[],int,int）

*/

publicvoidquickSort（int[]data,StringsortType）{

if（sortType.equals（"asc"））{//正排序，从小排到大

qsort_asc（data,0,data.length-1）;

}elseif（sortType.equals（"desc"））{//倒排序，从大排到小

qsort_desc（data,0,data.length-1）;

}else{

System.out.println（"您输入的排序类型错误！

"）;

}

}

/**

*快速排序的具体实现，排正序

*

*@paramdata

*@paramlow

*@paramhigh

*/

privatevoidqsort_asc（intdata[],intlow,inthigh）{

inti,j,x;

if（low

i=low;

j=high;

x=data[i];

while（i

while（ix）{

j--;//从右向左找第一个小于x的数

}

if（i

data[i]=data[j];

i++;

}

while（i

i++;//从左向右找第一个大于x的数

}

if（i

data[j]=data[i];

j--;

}

}

data[i]=x;

qsort_asc（data,low,i-1）;

qsort_asc（data,i+1,high）;

}

}

/**

*快速排序的具体实现，排倒序

*

*@paramdata

*@paramlow

*@paramhigh

*/

privatevoidqsort_desc（intdata[],intlow,inthigh）{

inti,j,x;

if（low

i=low;

j=high;

x=data[i];

while（i

while（i

j--;//从右向左找第一个小于x的数

}

if（i

data[i]=data[j];

i++;

}

while（ix）{

i++;//从左向右找第一个大于x的数

}

if（i

data[j]=data[i];

j--;

}

}

data[i]=x;

qsort_desc（data,low,i-1）;

qsort_desc（data,i+1,high）;

}

}

/**

*二分查找特定整数在整型数组中的位置（递归）查找线性表必须是有序列表

*

*@paramdataset

*@paramdata

*@parambeginIndex

*@paramendIndex

*@returnindex

*/

publicintbinarySearch（int[]dataset,intdata,intbeginIndex,

intendIndex）{

intmidIndex=（beginIndex+endIndex）>>>1;//相当于mid=（low+high）

///2，但是效率会高些

if（datadataset[endIndex]

||beginIndex>endIndex）

return-1;

if（data

returnbinarySearch（dataset,data,beginIndex,midIndex-1）;

}elseif（data>dataset[midIndex]）{

returnbinarySearch（dataset,data,midIndex+1,endIndex）;

}else{

returnmidIndex;

}

}

/**

*二分查找特定整数在整型数组中的位置（非递归）查找线性表必须是有序列表

*

*@paramdataset

*@paramdata

*@returnindex

*/

publicintbinarySearch（int[]dataset,intdata）{

intbeginIndex=0;

intendIndex=dataset.length-1;

intmidIndex=-1;

if（datadataset[endIndex]

||b