Spring学习之路——单例模式和多例模式

作者：开源java学习

来源：微信公众号

在Spring中，bean可以被定义为两种模式：prototype（多例）和singleton（单例）

singleton（单例）：只有一个共享的实例存在，所有对这个bean的请求都会返回这个唯一的实例。

prototype（多例）：对这个bean的每次请求都会创建一个新的bean实例，类似于new。

Spring bean 默认是单例模式。

实战演示：

代码详见上一篇文章中的代码。

在配置文件中，修改这句代码为：

<bean id="hi" class="com.test.Hi" init-method="init" scope="singleton">

在测试类中，修改代码为：

ApplicationContext context = new FileSystemXmlApplicationContext("applicationContext.xml");
 Hi hi1 = (Hi) context.getBean("hi");
 Hi hi2 = (Hi) context.getBean("hi");
 System.out.println(hi1);
 System.out.println(hi2);

结果为：

结论：二个变量指向一个对象。

将配置文件改为：

<bean id="hi" class="com.test.Hi" init-method="init" scope="prototype">

其他的不变，运行测试类，结果为：

结论：每次访问bean，均创建一个新实例。

Spring怎么实现单例模式

单例模式也属于创建型模式，所谓单例，顾名思义，所指的就是单个实例，也就是说要保证一个类仅有一个实例。
单例模式有以下的特点：
①
单例类只能有一个实例
②
单例类必须自己创建自己的唯一实例
③
单例类必须给所有其他对象提供这一实例
下面我们就来写一个简单的单例模式的例子：

 Public class Singleton1{
 Private static final Singleton1 instance=new Singleton1();
 //私有的默认构造函数
 Public Singleton1(){}
 //静态工厂方法
 Public static Singleton1 getInstance(){
 Return instance;
 }
 }

大家可以看出来，在这个类被加载时，静态变量instance会被初始化，此时该类的私有构造函数被调用，这时候，单例类的唯一实例就被创建出来了
值得注意的是：由于构造函数是私有的，因此该类不能被继承
还有一种写法也可以实现单例模式：

 Public class Singleton2{
 Private static final Singleton2 instance=null;
 //私有的默认构造函数
 Public Singleton1(){}
 //静态工厂方法
 Public synchronized static Singleton2 getInstance(){
 If(instance==null){
 Instance=new Singleton2();
 }
 Return instance;
 }
 }

这种写法和第一种的区别在于：实例并没有直接实例化，而是在静态工厂方法被调用的时候才进行的，而且对静态工厂方法使用了同步化，以处理多线程并发的环境。
这两种写法还有两个非常有意思的名字：第一种称为饿汉式单例，第二种称为懒汉式单例。至于为什么起这个名字，自己好好想想吧。
饿汉式单例在自己被加载时就将自己实例化，如果从资源利用效率角度来讲，比懒汉式单例类稍差些。但是从速度和反应时间角度来讲，则比懒汉式要稍好些。
但是遗憾的是：懒汉式单例类也不能被继承。
我们克服前两种单例类不能被继承的缺点，我们可以使用另外一种特殊化的单例模式，它被称为单例注册表。

 Import java.util.HashMap;
 Public class RegSingleton{
 Static private HashMap registry=new HashMap();
 //静态块，在类被加载时自动执行
 Static{
 RegSingleton rs=new RegSingleton();
 Registry.put(rs.getClass().getName(),rs);
 }
 //受保护的默认构造函数，如果为继承关系，则可以调用，克服了单例类不能为继承的缺点
 Protected RegSingleton(){}
 //静态工厂方法，返回此类的唯一实例
 public static RegSingleton getInstance(String name){
 if(name==null){
 name=” RegSingleton”;
 }if(registry.get(name)==null){
 try{
 registry.put(name,Class.forName(name).newInstance());
 }Catch(Exception ex){ex.printStackTrace();}
 }
 Return (RegSingleton)registry.get(name);
 }
 }

下面我们来看看Spring中的单例实现，当我们试图从Spring容器中取得某个类的实例时，默认情况下，Spring会才用单例模式进行创建。

以上三种创建对象的方式是完全相同的，容器都会向客户返回Date类的单例引用。那么如果我不想使用默认的单例模式，每次请求我都希望获得一个新的对象怎么办呢？很简单，将scope属性值设置为prototype(原型)就可以了

通过以上配置信息，Spring就会每次给客户端返回一个新的对象实例。
那么Spring对单例的底层实现，到底是饿汉式单例还是懒汉式单例呢？呵呵，都不是。Spring框架对单例的支持是采用单例注册表的方式进行实现的，源码如下：

public abstract class AbstractBeanFactory implements ConfigurableBeanFactory{
 /** 
 * 充当了Bean实例的缓存，实现方式和单例注册表相同
 */ 
 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{
 //对传入的Bean name稍做处理，防止传入的Bean name名有非法字符(或则做转码)
 String beanName=transformedBeanName(name);
 Object bean=null;
 //手工检测单例注册表
 Object sharedInstance=null;
 //使用了代码锁定同步块，原理和同步方法相似，但是这种写法效率更高
 synchronized(this.singletonCache){
 sharedInstance=this.singletonCache.get(beanName);
 }
 if(sharedInstance!=null){
 ...
 //返回合适的缓存Bean实例
 bean=getObjectForSharedInstance(name,sharedInstance);
 }else{
 ...
 //取得Bean的定义
 RootBeanDefinition mergedBeanDefinition=getMergedBeanDefinition(beanName,false);
 ...
 //根据Bean定义判断，此判断依据通常来自于组件配置文件的单例属性开关
 //<bean id="date" class="java.util.Date" scope="singleton"/>
 //如果是单例，做如下处理
 if(mergedBeanDefinition.isSingleton()){
 synchronized(this.singletonCache){
 //再次检测单例注册表
 sharedInstance=this.singletonCache.get(beanName);
 if(sharedInstance==null){
 ...
 try {
 //真正创建Bean实例
 sharedInstance=createBean(beanName,mergedBeanDefinition,args);
 //向单例注册表注册Bean实例
 addSingleton(beanName,sharedInstance);
 }catch (Exception ex) {
 ...
 }finally{
 ...
 }
 }
 }
 bean=getObjectForSharedInstance(name,sharedInstance);
 }
 //如果是非单例，即prototpye，每次都要新创建一个Bean实例
 //<bean id="date" class="java.util.Date" scope="prototype"/>
 else{
 bean=createBean(beanName,mergedBeanDefinition,args);
 }
 }
 ...
 return bean;
 }
 }

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