[DesignPattern] 设计之禅读书笔记(二) 单例模式

• 单例模式(Singleton Pattern)

  • Ensure a class has only one instance, and provide a global point of access to it.(确保只有一个实例， 而且自行实例化并向整个系统提供这个实例。)
  • 模板
    
  • 通用代码

  public class Singleton {
      private static final Singleton singleton = new Singleton();
      private Singleton(){}    //限制多个对象产生
  
      //通过该方法获得实例化对象
      public static Singleton getInstance(){ 
          return singleton;
      }
  
      //类中的其他方法，尽量时static
      public static void doSomething() {
  
      }
  }
  

  • 单例模式的优点

    • 节省内存开支
    • 避免资源多重占用
    • 在系统设置全局的访问点，优化和共享资源

  • 单例模式的缺点

    • 单例模式一般没有接口， 扩展很困难， 若要扩展，除了修改代码基本上没有第二种途径可以实现
    • 单例模式对测试时不利的
    • 单例模式与单一职责原则有冲突

  • 单例模式的使用场景

    • 要求生成唯一序列号的环境
    • 在整个项目中需要共享访问点和共享数据，如web计数器，并确保线程安全
    • 创建一个对象需要消耗的资源过多，eg. IO和数据库
    • 需要定义大量静态常量方法（如工具类）的环境， 可以采用单例模式。

  • 单例模式考虑问题

    • 懒汉模式的时候的线程安全问题， 尽量使用饿汉模式
    • 需要考虑对象的复制，解决方法是不提供Cloneable接口

  • 单例的扩展

    • 产生有限个对象 加入数量限制变量
    • 例子

    package shejizhichan.singleton;
    
    import java.util.Random;
    import java.util.Vector;
    
    public class Emperor {
        public static final int maxMumOfEmperor = 2;
        private static Vector<String> names = new Vector<>();
        private static Vector<Emperor> emperors = new Vector<>();
        private static int currentEmperor = 0;
        static {
            for (int i = 0; i < maxMumOfEmperor; i++) {
                emperors.add(new Emperor("Emperor= " + (i + 1)));
            }
        }
        private Emperor(){}
        private Emperor(String name){
            names.add(name);
        }
    
        public static Emperor getInstance() {
            Random random = new Random();
            currentEmperor = random.nextInt(maxMumOfEmperor);
            return emperors.get(currentEmperor);
        }
    
        public static void say() {
            System.out.println(names.get(currentEmperor));
        }
    
    }
    
    
    package shejizhichan.singleton;
    
    public class Minister {
        public static void main(String[] args) {
            int ministerNum = 5;
            for (int i = 0; i < ministerNum; i++) {
                Emperor emperor = Emperor.getInstance();
                System.out.print("No." + (i+1) + " Minister see ");
                emperor.say();
            }
        }
    }
    
    

  • 最佳实践

    • 单例是比较简单的模式， 在Spring中， 每个Bean默认都是单例， 这样Spring容易就可以管理Bean的生命期。如果采用非单例(Prototype), 则Bean初始化后管理较给J2EE容器。