设计模式—单例模式

目录

• 优点
• 缺点
• 使用场景
• 注意事项
• 案例分析

定义：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。

优点

• 由于单例模式在内存中只有一个实例， 减少了内存开支， 特别是一个对象需要频繁地创建、 销毁时， 而且创建或销毁时性能又无法优化， 单例模式的优势就非常明显。
• 由于单例模式只生成一个实例， 所以减少了系统的性能开销， 当一个对象的产生需要比较多的资源时， 如读取配置、 产生其他依赖对象时， 则可以通过在应用启动时直接产生一个单例对象， 然后用永久驻留内存的方式来解决（在Java EE中采用单例模式时需要注意JVM垃圾回收机制） 。
• 单例模式可以避免对资源的多重占用 。
• 单例模式可以在系统设置全局的访问点， 优化和共享资源访问 。

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。

• 单例模式对测试是不利的。

• 单例模式与单一职责原则有冲突。

使用场景

• 要求生成唯一序列号的环境 。
• 整个项目中需要一个共享访问点或共享数据 。
• 创建一个对象需要消耗的资源过多， 如要访问IO和数据库等资源。
• 需要定义大量的静态常量和静态方法（如工具类） 的环境， 可以采用单例模式（当然， 也可以直接声明为static的方式）。

注意事项

在高并发情况下， 请注意单例模式的线程同步问题。

案例分析

一个班级只有一个班主任。

• 线程不安全的懒汉模式：

/**
 * 线程不安全的懒汉模式
 *
 * @author admin
 */
public class ClassTeacher {
    private static ClassTeacher teacher;

    private ClassTeacher() {
    }

    public static ClassTeacher init() {
        if (teacher == null) {
            teacher = new ClassTeacher();
        }
        return teacher;
    }

    public void showMsg() {
        System.out.println("Hello World!");
    }
}

• 线程安全的懒汉模式

/**
 * 线程安全的懒汉模式
 *
 * @author admin
 */
public class ClassTeacher {
    private static ClassTeacher teacher;

    private ClassTeacher() {
    }

    public synchronized static ClassTeacher init() {
        if (teacher == null) {
            teacher = new ClassTeacher();
        }
        return teacher;
    }

    public void showMsg() {
        System.out.println("Hello World!");
    }
}

• 线程安全的饿汉模式

/**
 * 饿汉模式
 *
 * @author admin
 */
public class ClassTeacher {
    private static ClassTeacher teacher = new ClassTeacher();

    private ClassTeacher() {
    }

    public void showMsg() {
        System.out.println("Hello World!");
    }
}

• 双检锁/双重校验锁

/**
 * 双校验
 *
 * @author admin
 */
public class ClassTeacher {
    private static volatile ClassTeacher teacher;

    private ClassTeacher() {
    }

    public static ClassTeacher init() {
        if (teacher == null) {
            synchronized (ClassTeacher.class) {
                if(teacher == null){
                    teacher = new ClassTeacher();
                }
            }
        }
        return teacher;
    }
}

• 登记式/静态内部类

/**
 * 静态内部类
 *
 * @author admin
 */
public class ClassTeacher {
    private static class ClassTeacherHolder {
        private static final ClassTeacher INSTANCE = new ClassTeacher();
    }

    private ClassTeacher() {
    }

    public static final ClassTeacher init() {
        return ClassTeacherHolder.INSTANCE;
    }
}