单例模式

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。

单例模式：确保整个系统中只有一个对象。

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。

我们可以通过这种方式直接访问，不需要实例化该类的对象。什么时候创建自己的对象是自己决定。

什么时候创建分为两种。懒汉式和饿汉式。

package com.shiro.springbootshiro.Singleton;

/**
 * 作用：饿汉式
 *  类加载时就初始化，浪费内存。
 *  是否多线程安全：是安全的。不用加锁。执行效率会高。
 *  是否lazy初始化：否
 *  第一次类创建的同时就实例化一个静态对象。以后不管使用不使用，都会占内存。
 *  在第一次调用的时候速度也会比较快，因为资源已经被加载。
 */
public class SingletonEH {
    private static SingletonEH instance=new SingletonEH();
    // 为什么是私有的。 限制产生多个对象
    private SingletonEH(){}

    public static SingletonEH getInstance() {
        return instance;
    }
}

package com.shiro.springbootshiro.Singleton;

/**
 * 作用：懒汉式
 *  是否多线程安全：否。要确定线程安全，要加上锁。
 *  是否lazy初始化：是
 *  会延迟加载，如果没有使用到，就一直不创建。第一次调用的时候才会初始化。性能上会有些延迟。
 */
public class SingletonLH {
    private static SingletonLH instance;
    private SingletonLH(){}

    public static synchronized SingletonLH getInstance() {
        if (instance == null) {
            instance = new SingletonLH();
        }
        return instance;
    }
}

静态内部类完成。

package com.iot.api.design.singleton;

/**
 * @ProjectName: smartdata
 * @Package: com.iot.api.design.singleton
 * @ClassName: Singleton
 * @Author: heluwei
 * @Description: 静态内部类完成 单例模式
 * @Date: 2020/1/16 17:49
 * @Version: 1.0
 */
 public class Singleton {
    //1:构造器
    private Singleton(){}
    //2:利用静态内部类去创建类。
    private static class SingletonInstance{
        private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
    }
    //3：别人调用
    public static Singleton getInstance(){
        return SingletonInstance.INSTANCE;
    }
}

优缺点说明：

　　1）：采用了类装载的机制来保证初始化实例时只有一个线程。

　　2）：静态内部类方式在被装载时并不会立即实例化，而是在需要实例化时，调用getInstance() ，才会去装载SingletonInstance类。从而完成Singleton的实例化。

　　3）：类的静态属性只会在第一次加载类的时候初始化，所以在这里，JVM帮助我们保证了线程的安全性，在类进行初始化时，别的线程是无法进入的。

　　4）：优点：避免了线程不安全，利用静态内部类特点实现延迟加载，效率高。推荐使用。

 

应用实例： 1、一个党只能有一个主席。 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。

需要频繁的进行创建和销毁的对象，创建对象时耗时过多或耗费资源过多（就是重量级对象），但又经常用到的对象，工具类对象，频繁访问数据库或文件的对象（数据源，session工厂等）。