创建型模式之单例模式

GitHub地址：https://github.com/zhangboqing/design-mode/tree/master/src/main/java/com/zbq

 

 

一.定义

　　单例模式(Singleton Pattern)：单例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，这个类称为单例类，它提供全局访问的方法。

二、模式结构成员构成

单例模式包含如下角色：

• Singleton：单例

三.代码示例

/**
 * @author zhangboqing
 * @date 2018/2/26
 *
 * 不好的解法一：只适用单线程环境
 */
public class Singleton1 {

    private static Singleton1 instance = null;

    //私有构造
    private Singleton1() {

    }

    public static Singleton1 getInstance() {

        if (Objects.isNull(instance)) {
            instance = new Singleton1();
        }

        return instance;
    }

}
/**
 * @author zhangboqing
 * @date 2018/2/26
 *
 * 不好的解法二：虽然在多线程环境中能工作，但是效率不高
 */
public class Singleton2 {

    private static Singleton2 instance = null;

    //私有构造
    private Singleton2() {

    }

    public static Singleton2 getInstance() {

        //同步代码块
        synchronized (Singleton2.class){

            if (Objects.isNull(instance)) {
                instance = new Singleton2();
            }

        }
        return instance;
    }


}

/**
 * @author zhangboqing
 * @date 2018/2/26
 * <p>
 * 可行的解法：加同步锁前后两次判断实例是否存在
 */
public class Singleton3 {

    private static Singleton3 instance = null;

    //私有构造
    private Singleton3() {

    }

    public static Singleton3 getInstance() {

        //第一次判断
        if (Objects.isNull(instance)) {
            //同步代码块
            synchronized (Singleton3.class) {
                //第二次判断
                if (Objects.isNull(instance)) {
                    instance = new Singleton3();
                }

            }
        }
        return instance;
    }


}

/**
 * @author zhangboqing
 * @date 2018/2/26
 * <p>
 * 强烈推荐的解法一：利用静态构造函数
 */
public class Singleton4 {

    private static Singleton4 instance = new Singleton4();

    //私有构造
    private Singleton4() {

    }

    public static Singleton4 getInstance() {

        return instance;
    }


}

/**
 * @author zhangboqing
 * @date 2018/2/26
 * <p>
 * 强烈推荐的解法二：实现按需创建实例
 */
public class Singleton5 {


    //私有构造
    private Singleton5() {

    }

    public static Singleton5 getInstance() {

        return Nested.instance;
    }

    //内部类
    private static class Nested {

        private static Singleton5 instance = new Singleton5();

        private Nested() {

        }

    }
    
}

 

四.优点和缺点分析

优点：

>提供了对唯一实例的受控访问。因为单例类封装了它的唯一实例，所以它可以严格控制客户怎样以及何时访问它，并为设计及开发团队提供了共享的概念。

>由于在系统内存中只存在一个对象，因此可以节约系统资源，对于一些需要频繁创建和销毁的对象，单例模式无疑可以提高系统的性能。

>允许可变数目的实例。我们可以基于单例模式进行扩展，使用与单例控制相似的方法来获得指定个数的对象实例。

 

缺点：

>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。

>单例类的职责过重，在一定程度上违背了“单一职责原则”。因为单例类既充当了工厂角色，提供了工厂方法，同时又充当了产品角色，包含一些业务方法，将产品的创建和产品的本身的功能融合到一起。

 

五.应用场景

在以下情况下可以使用单例模式：

>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。