Spring的單例模式底層實現學習筆記

單例模式也屬於創建型模式，所謂單例，顧名思義，所指的就是單個實例，也就是說要保證一個類僅有一個實例。
單例模式有以下的特點：
①
單例類只能有一個實例
②
單例類必須自己創建自己的唯一實例
③
單例類必須給所有其他對象提供這一實例

下面我們就來寫一個簡單的單例模式的例子

package spring;

public class SingletonWW {
    private static final SingletonWW instance=new SingletonWW();    
    //私有的默認構造函數    
    private SingletonWW(){}    
    //靜態工廠方法    
    public static SingletonWW getInstance(){    
        return instance;    
    }
}

大家可以看出來，在這個類被加載時，靜態變量instance會被初始化，此時該類的私有構造函數被調用，這時候，單例類的唯一實例就被創建出來了

值得注意的是：由於構造函數是私有的，因此該類不能被繼承

還有一種寫法也可以實現單例模式：

package spring;

public class SingletonWW {
    private static SingletonWW instance = null;    
    //私有的默認構造函數    
    private SingletonWW(){}    
    //靜態工廠方法    
    public synchronized static SingletonWW getInstance(){    
        if(instance==null){    
            instance = new SingletonWW();    
        }    
        return instance;   
    }
}

這種寫法和第一種的區別在於：實例並沒有直接實例化，而是在靜態工廠方法被調用的時候才進行的，而且對靜態工廠方法使用了同步化，以處理多線程並發的環境。
這兩種寫法還有兩個非常有意思的名字：第一種稱為餓漢式單例，第二種稱為懶漢式單例。
餓漢式單例在自己被加載時就將自己實例化，如果從資源利用效率角度來講，比懶漢式單例類稍差些。但是從速度和反應時間角度來講，則比懶漢式要稍好些。

但是遺憾的是：懶漢式單例類也不能被繼承。

我們克服前兩種單例類不能被繼承的缺點，我們可以使用另外一種特殊化的單例模式，它被稱為單例注冊表。

package spring;

import java.util.HashMap;

public class SingletonWW {
    private static HashMap registry = new HashMap();   
    public SingletonWW(){}    
    //靜態工廠方法    
    public synchronized static SingletonWW getInstance(String name){    
        if(name != null) {
            if(registry.get(name) == null) {
                try {
                    registry.put(name, Class.forName(name).newInstance());
                } catch(Exception ex) {
                    ex.printStackTrace();
                }  
            } else {
                return (SingletonWW) registry.get(name);
            }
        }
        return null;   
    }
}

下面我們來看看Spring中的單例實現，當我們試圖從Spring容器中取得某個類的實例時，默認情況下，Spring會才用單例模式進行創建。

<bean id="date" class="java.util.Date"/>

<bean id="date" class="java.util.Date" scope="singleton"/> (僅為Spring2.0支持)

<bean id="date" class="java.util.Date" singleton="true"/>

以上三種創建對象的方式是完全相同的，容器都會向客戶返回Date類的單例引用。那么如果我不想使用默認的單例模式，每次請求我都希望獲得一個新的對象怎么辦呢？很簡單，將scope屬性值設置為prototype(原型)就可以了

<bean id="date" class="java.util.Date" scope="prototype"/>

通過以上配置信息，Spring就會每次給客戶端返回一個新的對象實例。

那么Spring對單例的底層實現，到底是餓漢式單例還是懶漢式單例呢？呵呵，都不是。Spring框架對單例的支持是采用單例注冊表的方式進行實現的，源碼如下：

    public abstract class AbstractBeanFactory implements ConfigurableBeanFactory{  
       /** 
        * 充當了Bean實例的緩存，實現方式和單例注冊表相同 
        */  
       private final Map singletonCache=new HashMap();  
       public Object getBean(String name)throws BeansException{  
           return getBean(name,null,null);  
       }  
    ...  
       public Object getBean(String name,Class requiredType,Object[] args)throws BeansException{  
          //對傳入的Bean name稍做處理，防止傳入的Bean name名有非法字符(或則做轉碼)  
          String beanName=transformedBeanName(name);  
          Object bean=null;  
          //手工檢測單例注冊表  
          Object sharedInstance=null;  
          //使用了代碼鎖定同步塊，原理和同步方法相似，但是這種寫法效率更高  
          synchronized(this.singletonCache){  
             sharedInstance=this.singletonCache.get(beanName);  
           }  
          if(sharedInstance!=null){  
             ...  
             //返回合適的緩存Bean實例  
             bean=getObjectForSharedInstance(name,sharedInstance);  
          }else{  
            ...  
            //取得Bean的定義  
            RootBeanDefinition mergedBeanDefinition=getMergedBeanDefinition(beanName,false);  
             ...  
            //根據Bean定義判斷，此判斷依據通常來自於組件配置文件的單例屬性開關  
            //<bean id="date" class="java.util.Date" scope="singleton"/>  
            //如果是單例，做如下處理  
            if(mergedBeanDefinition.isSingleton()){  
               synchronized(this.singletonCache){  
                //再次檢測單例注冊表  
                 sharedInstance=this.singletonCache.get(beanName);  
                 if(sharedInstance==null){  
                    ...  
                   try {  
                      //真正創建Bean實例  
                      sharedInstance=createBean(beanName,mergedBeanDefinition,args);  
                      //向單例注冊表注冊Bean實例  
                       addSingleton(beanName,sharedInstance);  
                   }catch (Exception ex) {  
                      ...  
                   }finally{  
                      ...  
                  }  
                 }  
               }  
              bean=getObjectForSharedInstance(name,sharedInstance);  
            }  
           //如果是非單例，即prototpye，每次都要新創建一個Bean實例  
           //<bean id="date" class="java.util.Date" scope="prototype"/>  
           else{  
              bean=createBean(beanName,mergedBeanDefinition,args);  
           }  
    }  
    ...  
       return bean;  
    }  
    }   

剛才的源碼中，大家真正要記住的是Spring對bean實例的創建是采用單例注冊表的方式進行實現的，而這個注冊表的緩存是HashMap對象，如果配置文件中的配置信息不要求使用單例，Spring會采用新建實例的方式返回對象實例

 

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