软件设计 单例模式

单例模式的要点有三个：

一、一个类只能有一个实例（对象）；

二、单例类必须自行创建这个实例（对象），单例类必须构造方法私有化；

三、单例类必须自行向整个系统提供这个实例。

 

1.饿汉式单例（时间少）是最普通的单例模式写法，由于在类加载时就创建对象，保证了线程的安全。这种方式比较常用，但容易产生垃圾对象，对空间的消耗较大。

public class Singleton {
    /**
     * 单例模式的核心，无参构造方法私有化
     */
    private Singleton() {
    }
    /**
     * INSTANCE 实例的意思
     * 用于全局引用的唯一单例对象，在一开始就创建好
     */
    private final static Singleton INSTANCE = new Singleton();
    /**
     * 获取全局唯一的单例对象
     * @return 实例对象
     */
    public static Singleton getInstance() {
        return INSTANCE;
    }
}

这种方式最大的问题就是浪费内存，因为创建的对象程序不一定用得到，如果创建了没用到，就是一种浪费。这种方式由于不存在线程安全问题， 因此不用加锁，效率较高，以空间换时间

 

2.懒汉式单例（空间少）就是在类加载时不创建对象，用到的时候才创建对象。

public class Singleton {
    /**
     * 单例模式的核心，构造方法私有化
     */
    private Singleton() {
    }
    
    /**
     * 在一开始先不进行对象创建
     */
    private static Singleton INSTANCE;
    
    /**
     * 获取全局唯一的单例对象
     * @return 单例对象
     */
    public static Singleton getInstance() {
        // 如果实例为空，那么就进行创建，不为空说明已经创建过了，就直接返回，保证单例
        if (INSTANCE == null) {    
            INSTANCE = new Singleton();
        }
        return INSTANCE;
    }
    
}

这种方式最大的问题就是在多线程情况下不安全

通过 双重检测锁实现（方式一），静态内部类实现（方式二），

上面两种方式实现的话，反射可以破坏单例。

 

3.枚举单例（枚举实现是最完美的单例模式）

public enum Singleton {
    /**
     * 单例对象
     */
    INSTANCE
}

但因为必须 Java 1.5 及之后的版本才支持这种方式，所以还没有被广泛采用，但这确实是实现单例模式的最佳方法和最简单方法，也正验证了单例模式是最简单的设计模式。

 

单例模式的优缺点：

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）。（节约资源）

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。

 

单例模式的使用场景：

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。