【设计模式】创建型模式之单例模式

- 日理万妓 2023-07-15 13:26 52阅读 0赞

**目录**

定义

优缺点

优点

缺点

使用场景

实现方式

1、饿汉式

2、懒汉式

3、双检索

4、静态内部类

5、枚举

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## 定义 ##

> 单例模式，顾名思义，“单”——只有一个。也就是说这种设计模式只有一个单例，单例对象的类只能允许一个实例存在。这种模式涉及到一个单一的类，该类负责创建自己的对象，同时确保只有单个对象被创建。这个类提供了一种访问其唯一的对象的方式，可以直接访问，不需要实例化该类的对象。
> 
> 注：
> 
>  *  单例类只能有一个实例。
>  *  单例类必须自己创建自己的唯一实例。
>  *  单例类必须给所有其他对象提供这一实例。
> 
> 单例模式保证了全局对象的唯一性，比如系统启动读取配置文件就需要单例保证配置的一致性。

## 优缺点 ##

### 优点 ###

1.  **开销。**在内存里只有一个实例，减少了内存的开销，尤其是频繁的创建和销毁实例。
2.  **灵活性。**因为类控制了实例化过程，所以类可以灵活更改实例化过程。
3.  **实例控制。**单例模式会阻止其他对象实例化其自己的单例对象的副本，从而确保所有对象都访问唯一实例。

### 缺点 ###

*   **开销。**虽然数量很少，但如果每次对象请求引用时都要检查是否存在类的实例，将仍然需要一些开销。可以通过使用静态初始化解决此问题。 
 *  **可能的开发混淆。**使用单例对象（尤其在类库中定义的对象）时，开发人员必须记住自己不能使用**new**关键字实例化对象。因为可能无法访问库源代码，因此应用程序开发人员可能会意外发现自己无法直接实例化此类。
 *  没有接口，不能继承，与单一职责原则冲突，一个类应该只关心内部逻辑，而不关心外面怎么样来实例化。
 *  由于单例模式中没有抽象层，因此单例类的扩展有很大的困难。

## 使用场景 ##

*  系统只需要一个实例对象，如系统要求提供一个唯一的序列号生成器，或者需要考虑资源消耗太大而只允许创建一个对象。
 *  WEB 中的计数器，不用每次刷新都在数据库里加一次，用单例先缓存起来。
 *  创建的一个对象需要消耗的资源过多，比如 I/O 与数据库的连接等。
 *  在一个系统中要求一个类只有一个实例时才应当使用单例模式。反过来，如果一个类可以有几个实例共存，就需要对单例模式进行改进，使之成为多例模式。

## 实现方式 ##

### 1、饿汉式 ###

> 饿汉嘛，太饿了，所以在创建的时候就实例化了。饿汉式这种方式比较常用，线程安全。但是容易产生垃圾对象，类加载就初始化，浪费内存。

public class Singleton {
        //类初始化时，就实例化对象  
        private static Singleton instance = new Singleton();  
        private Singleton (){}  
        public static Singleton getInstance() {  
            return instance;  
        }  
    }

### 2、懒汉式 ###

> 太懒了，所以需要的时候我再创建。懒汉式有两种，一种线程安全，另一种不安全。线程安全和线程不安全两种写法，区别就是synchronized关键字。

public class Singleton {  
        //线程不安全
        private static Singleton instance;  
        private Singleton (){}  
      
        public static Singleton getInstance() {  
        if (instance == null) {  
            instance = new Singleton();  
        }  
        return instance;  
        }  
    }

public class Singleton {  
        //线程安全
        private static Singleton instance;  
        private Singleton (){}  
        public static synchronized Singleton getInstance() {  
        if (instance == null) {  
            instance = new Singleton();  
        }  
        return instance;  
        }  
    }

### 3、双检索 ###

> 双检锁，又叫双重校验锁，综合了懒汉式和饿汉式两者的优缺点整合而成。特点是在synchronized关键字内外都加了一层 if 条件判断，这样既保证了线程安全，又比直接上锁提高了执行效率，还节省了内存空间。

public class Singleton {  
        private volatile static Singleton singleton;  
        private Singleton (){}  
        public static Singleton getSingleton() {  
        if (singleton == null) {  
            synchronized (Singleton.class) {  
            if (singleton == null) {  
                singleton = new Singleton();  
            }  
            }  
        }  
        return singleton;  
        }  
    }

###  4、静态内部类 ###

> 静态内部类的方式类似双检锁，但实现更简单。但这种方式只适用于静态域的情况，双检锁方式可在实例域需要延迟初始化时使用。它实现起来难度一般，线程也是安全的。

public class Singleton {  
        private static class SingletonHolder {  
        private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();  
        }  
        private Singleton (){}  
        public static final Singleton getInstance() {  
        return SingletonHolder.INSTANCE;  
        }  
    }

###  5、枚举 ###

> 种实现方式还没有被广泛采用，但这是实现单例模式的最佳方法。它更简洁，自动支持序列化机制，绝对防止多次实例化。这种方式是 Effective Java 作者 Josh Bloch 提倡的方式，它不仅能避免多线程同步问题，而且还自动支持序列化机制，防止反序列化重新创建新的对象，绝对防止多次实例化。不过，由于 JDK1.5 之后才加入 enum 特性，用这种方式写不免让人感觉生疏，在实际工作中，也很少用。同样是线程安全的。

public enum Singleton {  
        INSTANCE;  
        public void anyMethod() {  
        }  
    }

附:[【SpringMVC】Controller之单例模式][SpringMVC_Controller]

[SpringMVC_Controller]: https://blog.csdn.net/cx243698/article/details/104518855