单例模式
yuankaiqiang Lv5
  2020-02-09 00:00:00 2020-02-09 00:00   2020-02-09 00:00:00   1k 字  3 分钟  

单例模式

菜鸟教程参考：https://www.runoob.com/design-pattern/singleton-pattern.html

单例模式（Singleton Pattern）是 Java 中最简单的设计模式之一。这种类型的设计模式属于创建型模式，它提供了一种创建对象的最佳方式。

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。

注意：

  • 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。

介绍

意图：保证整个系统中一个类只有一个对象的实例，实现这种功能的方式就叫单例模式。保证一个类仅有一个实例，并提供一个访问它的全局访问点。

主要解决：一个全局使用的类频繁地创建与销毁。

何时使用：当您想控制实例数目，节省系统资源的时候。

如何解决：判断系统是否已经有这个单例，如果有则返回，如果没有则创建。

关键代码：构造函数是私有的。

应用实例：

  • 1、一个班级只有一个班主任。
  • 2、Windows 是多进程多线程的，在操作一个文件的时候，就不可避免地出现多个进程或线程同时操作一个文件的现象，所以所有文件的处理必须通过唯一的实例来进行。
  • 3、一些设备管理器常常设计为单例模式，比如一个电脑有两台打印机，在输出的时候就要处理不能两台打印机打印同一个文件。

优点：

  • 1、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（比如管理学院首页页面缓存）。
  • 2、避免对资源的多重占用（比如写文件操作）。

缺点：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。

使用场景：

  • 1、要求生产唯一序列号。
  • 2、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。
  • 3、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。

注意事项：getInstance() 方法中需要使用同步锁 synchronized (Singleton.class) 防止多线程同时进入造成 instance 被多次实例化。

实现

我们将创建一个 SingleObject 类。SingleObject 类有它的私有构造函数和本身的一个静态实例。

SingleObject 类提供了一个静态方法，供外界获取它的静态实例。SingletonPatternDemo 类使用 SingleObject 类来获取 SingleObject 对象。

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  1. 创建一个 Singleton 类

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    public class SingleObject {
     
       //创建 SingleObject 的一个对象
       private static SingleObject instance = new SingleObject();
     
       //让构造函数为 private，这样该类就不会被实例化
       private SingleObject(){}
     
       //获取唯一可用的对象
       public static SingleObject getInstance(){
          return instance;
       }
     
       public void showMessage(){
          System.out.println("Hello World!");
       }
    }

  2. 从 singleton 类获取唯一的对象。

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    public class SingletonPatternDemo {
       public static void main(String[] args) {
     
          //不合法的构造函数
          //编译时错误：构造函数 SingleObject() 是不可见的
          //SingleObject object = new SingleObject();
     
          //获取唯一可用的对象
          SingleObject object = SingleObject.getInstance();
     
          //显示消息
          object.showMessage();
       }
    }

  3. 线程安全的懒汉式

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    public class SingleDemo {
    	    private static SingleDemo s = null;
    	    private SingleDemo(){}
    	    public static  SingleDemo getInstance(){
    	        /*如果第一个线程获取到了单例的实例对象，
    	         * 后面的线程再获取实例的时候不需要进入同步代码块中了*/
    	        if(s == null){
    	            //同步代码块用的锁是单例的字节码文件对象，且只能用这个锁
    	            synchronized(SingleDemo.class){
    	                if(s == null){
    	                    s = new SingleDemo();
    	                }
    	            }
    	        }
    	        return s;
    	    }
    	}

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