『设计模式』我就要一个对象，你别给我这么多好不好！---单例模式
引入
作为一个现代社会文明青年，我觉得一夫一妻制非常合理。有些男人富裕了点，就想多照顾几个女人的行为，真的不可取，有的时候法律在这些面前显得难以生效，毕竟重婚罪又不能限制婚外情，多找几个对象。
人尚且如此，何况程序呢，面对只能实例化一个对象的程序，我们该如何处理呢？
我们今天就来看一下单例模式！
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。
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：
- 单例类只能有一个实例。
- 单例类必须自己创建自己的唯一实例。
- 单例类必须给所有其他对象提供这一实例。
目的：
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。
优点
实例控制：
单例模式会阻止其他对象实例化其自己的单例对象的副本，从而确保所有对象都访问唯一实例。
灵活性：
因为类控制了实例化过程，所以类可以灵活更改实例化过程。
缺点
开销：
虽然数量很少，但如果每次对象请求引用时都要检查是否存在类的实例，将仍然需要一些开销。可以通过使用静态初始化解决此问题。
可能的开发混淆：
使用单例对象（尤其在类库中定义的对象）时，开发人员必须记住自己不能使用new关键字实例化对象。因为可能无法访问库源代码，因此应用程序开发人员可能会意外发现自己无法直接实例化此类。
对象生存期：
不能解决删除单个对象的问题。在提供内存管理的语言中（例如基于.NET Framework的语言），只有单例类能够导致实例被取消分配，因为它包含对该实例的私有引用。在某些语言中（如 C++），其他类可以删除对象实例，但这样会导致单例类中出现悬浮引用。
不符合单一职责原则
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。
实现：
单例模式的 UML 图
创建一个 Singleton 类
package 单例模式;
public class Singleton {
private static Singleton singleobj;
private Singleton() {}//通过private限定，不能通过new建立对象，也不能继承（可以有继承操作，但是无意义）
public Singleton newinstance()
{
if(singleobj!=null) return singleobj;
else {
singleobj=new Singleton();
return singleobj;
}
}
public void dosomething()
{
System.out.println("一个女朋友就够了！！！");
}
}
从 singleton 类获取唯一的对象
package 单例模式;
public class SingletonTest {
public static void main(String[] args) {
// SingleObject object = new SingleObject();
// 编译时错误：构造函数 SingleObject() 是不可见的
Singleton SingleT = Singleton.newinstance(); //获取唯一可用的对象
SingleT.dosomething();
}
}
执行程序，输出结果：
一个女朋友就够了！！！
进阶
看完前面的实列，但是并不能真正的应用在实际应用中，因为在现实的中更多的涉及到线程的问题，所以，给大家展示一下以下的方法。
1. 懒汉式(线程不安全,不支持多线程)
对比：
- 是否 Lazy 初始化：是
- 是否多线程安全：否
- 实现难度：易
描述: 这种方式是最基本的实现方式，也就是前面提到的方式，这种实现最大的问题就是不支持多线程。因为没有加锁 synchronized，所以严格意义上它并不算单例模式。
这种方式 lazy loading 很明显，不要求线程安全，在多线程不能正常工作，在多线程系统的今天，一般很少使用。
实例
package 单例模式;
public class Singleton {
private static Singleton singleobj;
private Singleton() {}//通过private限定，不能通过new建立对象，也不能继承（可以有继承操作，但是无意义）
public Singleton newinstance(){
if(singleobj!=null) return singleobj;
else {
singleobj=new Singleton();
return singleobj;
}
}
public void dosomething() {
System.out.println("一个女朋友就够了！！！");
}
}
2. 懒汉式(线程安全,支持多线程)
对比：
- 是否 Lazy 初始化：是
- 是否多线程安全：是
- 实现难度：易
描述： 这种方式具备很好的 lazy loading，能够在多线程中很好的工作，但是，效率很低，99% 情况下不需要同步，可以说是一种以时间换空间的方法。
- 优点：
第一次调用才初始化，避免内存浪费。 - 缺点：
必须加锁 synchronized 才能保证单例，但加锁会影响效率，虽然getInstance() 的性能对应用程序不是很关键（该方法使用不太频繁）
实例
package 单例模式;
public class Singleton {
private static Singleton singleobj;
private Singleton() {
}// 通过private限定，不能通过new建立对象，也不能继承（可以有继承操作，但是无意义）
public static synchronized Singleton getinstance() {//synchronized 才能保证多线程单例
if (singleobj != null)
return singleobj;
else {
singleobj = new Singleton();
return singleobj;
}
}
public void dosomething() {
System.out.println("一个女朋友就够了！！！");
}
}
3. 饿汉式(线程安全,支持多线程)
对比：
- 是否 Lazy 初始化：否
- 是否多线程安全：是
- 实现难度：易
描述：
这种方式比较常用，但容易产生垃圾对象。即以空间换时间的方式。
优点：
没有加锁，执行效率会提高。
缺点：
类加载时就初始化，浪费内存。
它基于 classloader 机制避免了多线程的同步问题， 虽然避免了多线程时调用getinstance时的线程问题，但是不能避免的是其他静态方法也能创建singleton对象。
实例
package 单例模式;
public class Singleton {
private static Singleton singleobj = new Singleton();
private Singleton() {
}// 通过private限定，不能通过new建立对象，也不能继承（可以有继承操作，但是无意义）
public static synchronized Singleton getinstance() {
return singleobj;
}
public void dosomething() {
System.out.println("一个女朋友就够了！！！");
}
}
4.双检锁/双重校验锁 “DCL，即 double-checked locking”(线程安全,支持多线程)
对比：
- 是否 Lazy 初始化：是
- 是否多线程安全：是
- 实现难度：较复杂
描述： 这种方式采用双锁机制，安全且在多线程情况下能保持高性能。
getInstance() 的性能对应用程序很关键。
实例
package 单例模式;
public class Singleton {
private volatile static Singleton singleobj;
private Singleton() {
}// 通过private限定，不能通过new建立对象，也不能继承（可以有继承操作，但是无意义）
public static synchronized Singleton getinstance() {
if (singleobj == null) {
synchronized (Singleton.class) {
if (singleobj == null) {
singleobj = new Singleton();
}
}
}
return singleobj;
}
public void dosomething() {
System.out.println("一个女朋友就够了！！！");
}
}
其余方法： 登记式/静态内部类,枚举
应用给实例
配置文件，如果被系统的很多地方使用，那么不能总是去打开文件吧，那样很占用资源，所以我们可以使用单例模式，返回配置文件对象。
package 单例模式;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.IOException;
import java.util.Properties;
public class Singel_Loder { //饿汉Hunger方式
private static Singel_Loder singleobj = new Singel_Loder();
private Singel_Loder() {
}// 通过private限定，不能通过new建立对象，也不能继承（可以有继承操作，但是无意义）
private static Properties props = new Properties();
static {
try {
props.load(new FileInputStream("配置文件.properties"));
} catch (FileNotFoundException e) {
e.printStackTrace();
System.exit(-1);
} catch (IOException e) {
System.exit(-1);
}
}
public static Singel_Loder getinstance() {
return singleobj;
}
public Properties getpro() {
return props;
}
}
package 单例模式;
import java.util.Properties;
public class SingletonTest {
public static void main(String[] args) {
Singel_Loder sloder=Singel_Loder.getinstance();
Properties pro=sloder.getpro();
/**
借助配置文件做一些事情
*/
}
}
写在最后：
Name:风骨散人，目前是一名双非在校大学生，预计考研，热爱编程，热爱技术，喜欢分享，知识无界，希望我的分享可以帮到你！名字的含义：我想有一天我能有能力随心所欲不逾矩，不总是向生活低头，有能力让家人拥有富足的生活而不是为了生计而到处奔波。“世人慌慌张张，不过是图碎银几两。偏偏这碎银几两，能解世间惆怅，可让父母安康，可护幼子成长 …”
文章主要内容：
Python,C++,C语言,JAVA,C#等语言的教程
ACM题解、模板、算法等，主要是数据结构，数学和图论
设计模式，数据库，计算机网络，操作系统，计算机组成原理
Python爬虫、深度学习、机器学习
计算机系408考研的所有专业课内容
目前还在更新中，先关注不迷路。微信公众号，cnblogs（博客园），CSDN同名“风骨散人”
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