设计模式(4) 单例模式

单例模式

前言

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。

步骤 1
创建一个 Windo 类。

class Windo {
    private static instance: Windo;
    private constructor() {}
	hello() {
	  console.log('heelo')
	}
    public static getInstance() {
        if(!Windo.instance) {
            Windo.instance = new Windo();
        }
        return Windo.instance;
    }
}

let w1 = Windo.getInstance();
let w2 = Windo.getInstance();

步骤 2
从Windo类中获取唯一的一个对象

let w1 = Windo.getInstance();
let w2 = Windo.getInstance();
console.log(w1 == w2)//true

步骤 3
执行程序，输出结果

console.log(w1.hello()) //hello

业务场景

缓存实现

let express = require('express');
let fs = require('fs');
let cache: Record<string, any> = {};
let app = express();
app.get('/user/:id',function(req: any,res: any) {
    let id = req.params.id;
    let user = cache.get(id);
    if(user) {
        res.json(user);
    } else {
        fs.readFile(`./users/${id}.json`,'utf8',function(err: any,data: any) {
            let user = JSON.parse(data);
            cache.put(id,user);
            res.json(user);
        })
    }
})
app.listen(8000);