单例模式
单例模式:确保一个类只有一个实例,并提供一个访问它的全局访问点。
1、实现要素:
(1)私有构造方法 (禁止其他程序创建该类的对象)。
(2)私有静态引用指向自己实例 (此对象供外部程序使用,要保证唯一,通常定义为instance)。
(3)以自己实例为返回值的公有静态方法 (通常定义为getInstance()方法)。
2、实现分析:
既然禁止其他程序创建类的对象实例,外部程序就不能使用该类的对象来调用类方法,所以只能通过静态调用方式,即getInstance()方法必须为静态方法,又因为静态方法不能访问非静态成员变量,所以instance也必须设置为静态对象。
3、实现方法:
懒汉法 | 饿汉法 | 双重检锁法 | 静态内部类法 | 枚举法 | |
是否线程安全 | 是 | 是 | JDK1.5之后安全 | 是 | 是 |
是否需要加锁 | 是 | 否 | 是 | 否 | 否 |
是否延长加载 | 是 | 否 | 是 | 是 | 否 |
是否序列化安全 | 否 | 否 | 否 | 否 | 是 |
一般采用饿汉法,若对资源十分在意可以采用静态内部类,不建议采用懒汉式及双重检测。
4、适用场景:
单例模式只允许创建一个对象,因此节省内存,加快对象访问速度,因此对象需要被公用的场合适合使用,如
(1)需要频繁实例化然后销毁的对象。
(2)创建对象时耗时过多或者耗资源过多,但又经常用到的对象。
(3)有状态的工具类对象。
(4)频繁访问数据库或文件的对象。
5、应用举例:
(1)外部资源:每台计算机有若干个打印机,但只能有一个PrinterSpooler,以避免两个打印作业同时输出到打印机。内部资源:大多数软件都有一个(或多个)属性文件存放系统配置,这样的系统应该有一个对象管理这些属性文件。
(2)Windows的Task Manager(任务管理器)就是很典型的单例模式。
(3)Windows的Recycle Bin(回收站)也是典型的单例应用,在整个系统运行过程中,回收站一直维护着仅有的一个实例。
(4)网站的计数器,一般也是采用单例模式实现,否则难以同步。
(5)应用程序的日志应用,一般都何用单例模式实现,这一般是由于共享的日志文件一直处于打开状态,因为只能有一个实例去操作,否则内容不好追加。
(6)Web应用的配置对象的读取,一般也应用单例模式,这个是由于配置文件是共享的资源。
(7)数据库连接池的设计一般也是采用单例模式,因为数据库连接是一种数据库资源。数据库软件系统中使用数据库连接池,主要是节省打开或者关闭数据库连接所引起的效率损耗,这种效率上的损耗还是非常昂贵的,因为何用单例模式来维护,就可以大大降低这种损耗。
(8)多线程的线程池的设计一般也是采用单例模式,这是由于线程池要方便对池中的线程进行控制。
(9)操作系统的文件系统,也是大的单例模式实现的具体例子,一个操作系统只能有一个文件系统。
(10)HttpApplication 也是单位例的典型应用。熟悉ASP.Net(IIS)的整个请求生命周期的人应该知道HttpApplication也是单例模式,所有的HttpModule都共享一个HttpApplication实例。