设计模式 _第一招式_单例模式

左手的ㄟ右手 2022-05-14 06:07 153阅读 0赞

**一、定义**  
单例模式（Singleton Pattern）是一个比较简单的模式，确保某一个类只有一个实例，而且自行实例化并向整个系统提供这个实例。

**二、代码演示**  
Singleton 类称为单例类，通过使用private的构造函数确保在一个应用中只产生一个实例，并且自行实例化，单例（饱汉式）通用源代码如下：

public class Singleton {
        private  static Singleton singleton = new  Singleton ();
        //限制通过构造函数，产生多个实例
        private Singleton(){}
        
        //通过该方法获得实例对象
        public static Singleton getSingleton(){
            return  singleton ;
        }
       
        //其它方法尽量是static
        public static void doSomething(){
        }
    }

**三、优点**

1.  由于单例在应用中只有一个实例，减少了内存开支，特别是一个对象频繁的创建销毁时，而且创建销毁实例无法优化，单例的优势非常明显。
2.  由于单例只生成一个实例，所以减少了性能开销，当一个对象的产生需要较多资源时如读取配置、产生其它依赖对象时，则可以在启动应用时候，直接产生一个单例对象，然后永久驻留内存中（在java ee 使用单例时，需要注意JVM垃圾回收机制）。
3.  单例可以避免资源多重占用，例如写一个文件动作，由于只有一个实例存在，避免同一个资源文件被重复处理。
4.  单例模式可以在系统设置全局的访问点，优化和共享资源访问， 如可以设计一个单例类负责所有数据表的映射处理。

**四、缺点**

1.  单例模式一般没有接口，扩展困难，若要扩展，除了修改代码基本上没有第二种途径。单例模式为什么没有接口？单例模式要求“自行实例化”，接口或抽象类不能实例化。
2.  单例模式对测试是不利的，在并行开发环境，如果没有完成单例类，是不能进行测试的，没有接口不能使用mock的方式虚拟一个对象。

**五、应用场景**

1.  要求生产唯一序号环境；
2.  在项目中需要一个共享访问点或共享数据，如一个web项目中的计数器，可以不将数据保存到数据库，使用单例模式保存计数器的值，并确保是线程安全的；
3.  创建一个对象需要消耗的资源过多， 如访问IO和数据库等资源；
4.  需要定义大量的静态常量和静态方法（工具）的环境；

**六、注意事项**

1.  在高并发时，请注意单例模式的线程同步问题，如下是线程不安全的单例（懒汉式）：

public class Singleton {
        private  static Singleton singleton = null;
        //限制通过构造函数，产生多个实例
        private Singleton(){}
        //通过该方法获得实例对象
        public static Singleton getSingleton(){
            if (singleton == null){
                return  new Singleton() ;
            }
            return singleton ;
        }
        //其它方法尽量是static
        public static void doSomething(){
        }
    }

解决线程不安全的方法很多， 一般加synchronized关键字来实现。  
2. 需要考虑对象复制的情况，在java中，对象默认是不可以被复制的，如要Cloneable接口，并实现了clone方法，则可以直接通过对象复制的方式创建一个新对象，对象复制不是调用类的构造函数，因此即使是私有的构造函数，对象仍然可以被复制。一般情况下，类复制的情况不用考虑，很少有类出现一个单例类会主动要求被复制，解决此问题最好的方法是，单例类不要事先Cloneable接口。