单例模式

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。

通用类图

 

例如Singleton类就被称为单例类，通过使用private的构造函数，确保我们无法在外部实例化这个类（尝试去new时会报错），确保了在一个应用中只产生一个实例，并且是自行实例化的（在Singleton中自己使用new Singleton()）。

单例模式的通用代码

public class Singleton {
 
private static final Singleton singleton = new Singleton();
 
//限制产生多个对象
 
private Singleton(){
 
}
 
//通过该方法获得实例对象
 
public static Singleton getSingleton(){
 
return singleton;
 
}
 
//类中其他方法，尽量是static
 
public static void doSomething(){
 
}
 
}

 

单例模式的优点

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的被创建、销毁，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； 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，例如一个写文件动作，由于只有一个实例存在内存中，避免对同一个资源文件的同时写操作。

单例模式可以在系统设置全局的访问点，优化环共享资源访问，例如可以设计一个单例类，负责所有数据表的映射处理。

 

单例模式的缺点

单例模式没有接口，扩展很困难，若要扩展，除了修改代码没有第二种途径可以实现。单例模式为什么不能增加接口呢？因为接口对单例模式是没有任何的意义，它要求“自行实例化”，并且提供单一实例、接口或抽象类是不可能被实例化的。

单例模式对测试是不利的。在并行开发环境中，如果单例模式没有完成，是不能进行测试的，没有接口也不能使用mock的方式虚拟一个对象。

单例模式与单一职责原则有冲突。一个类应该只实现一个的逻辑，而不关心它是否是单例的，决定它是不是要单例是环境决定的，单例模式把“要单例”和业务逻辑融合也在一个类中。

 

单例模的使用环境

在一个系统中，要求一个类有且仅有一个对象，如果出现多个对象就会出现“不良反应”时，则可以采用单例模式，具体的场景如下：

在整个项目中需要有访问一个共享访问点或共享数据，例如一个Web页面上的计数器，可以不用每次刷新都记录到数据库中，使用单例模式保持计数器的值，并确保是线程安全的；

创建一个对象需要消耗的资源过多，如要访问IO、访问数据库等资源；

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）；

单例模式的其它实现形式

懒汉式：

public class Singleton {
 
private static Singleton singleton = null;
 
//限制产生多个对象
 
private Singleton(){
 
}
 
//通过该方法获得实例对象
 
public static synchronized Singleton getSingleton(){
 
if(singleton == null){
 
singleton = new Singleton();
 
}
 
return singleton;
 
}
 
}

使用这种形式必须加上synchronized同步锁，防止在高并发时出现产生多个单例对象的情况（例如第一个线程还没创建获得单例对象时，第二个线程也执行到if(singleton == null) 语句判断为true，从而又创建了一个单例对象）。

 

 

 

 

 

 

 

ps.所有笔记摘自《设计模式之禅》。