目錄

1庶溶、設(shè)計模式簡介

2、什么是單例模式

3懂鸵、單例模式應(yīng)用場合

4偏螺、單例模式作用

5、單例模式3個要點/要素

6匆光、單例模式的實現(xiàn)思路

7套像、單利模式的實現(xiàn)原則和過程

8、單例模式有三種實現(xiàn)方式

9、怎么區(qū)分餓漢和懶漢模式？

10合住、單例模式需要注意的地方

11、單例模式的優(yōu)點

12劲够、單例模式的缺點

參考資料：

https://www.imooc.com/video/1772

https://www.cnblogs.com/damsoft/p/6105122.html

單例模式實踐代碼

1、設(shè)計模式簡介

設(shè)計模式是前輩們在多年開發(fā)工作中經(jīng)驗的總結(jié)休傍，可以提高代碼的可重用性、可靠性和規(guī)范性蹲姐，讓代碼更容易理解磨取，而單例模式是在Java中最重要、最簡單柴墩、最常用的設(shè)計模式之一忙厌。

2、什么是單例模式

定義一

確保一個類之后一個實例江咳，而且自行實例化并向整個系統(tǒng)提供這個實例逢净，這個類稱為單例類，提供了全局訪問的方法。單例模式是一種對象創(chuàng)建型模式爹土。




定義二

單例模式（Singleton）甥雕，也叫單子模式，是一種常用的軟件設(shè)計模式胀茵。在應(yīng)用這個模式時社露，單例對象的類必須保證只有一個實例存在。

3琼娘、單例模式應(yīng)用場合

單例模式只允許創(chuàng)建一個對象峭弟，因此節(jié)省內(nèi)存，加快對象訪問速度脱拼，因此對象需要被公用的場合適合使用瞒瘸，如多個模塊使用同一個數(shù)據(jù)源連接對象等等。如：

（1）需要頻繁實例化然后銷毀的對象熄浓。

（2）創(chuàng)建對象時耗時過多或者耗資源過多情臭，但又經(jīng)常用到的對象。

（3）有狀態(tài)的工具類對象玉组。

（4）頻繁訪問數(shù)據(jù)庫或文件的對象谎柄。

以下都是單例模式的經(jīng)典使用場景：

（1）資源共享的情況下，避免由于資源操作時導致的性能或損耗等惯雳。如上述中的日志文件朝巫，應(yīng)用配置。

（2）控制資源的情況下石景，方便資源之間的互相通信劈猿。如線程池等。

應(yīng)用場景舉例：

1>.外部資源：每臺計算機有若干個打印機潮孽，但只能有一個PrinterSpooler揪荣，以避免兩個打印作業(yè)同時輸出到打印機。內(nèi)部資源：大多數(shù)軟件都有一個（或多個）屬性文件存放系統(tǒng)配置往史，這樣的系統(tǒng)應(yīng)該有一個對象管理這些屬性文件


2>. Windows的Task Manager（任務(wù)管理器）就是很典型的單例模式（這個很熟悉吧）仗颈，想想看，是不是呢椎例，你能打開兩個windows task manager嗎挨决？ 不信你自己試試看哦~


3>. windows的RecycleBin（回收站）也是典型的單例應(yīng)用。在整個系統(tǒng)運行過程中订歪，回收站一直維護著僅有的一個實例脖祈。


4>. 網(wǎng)站的計數(shù)器，一般也是采用單例模式實現(xiàn)刷晋，否則難以同步盖高。


5>. 應(yīng)用程序的日志應(yīng)用慎陵，一般都何用單例模式實現(xiàn)，這一般是由于共享的日志文件一直處于打開狀態(tài)喻奥，因為只能有一個實例去操作席纽，否則內(nèi)容不好追加。


6>. Web應(yīng)用的配置對象的讀取映凳，一般也應(yīng)用單例模式胆筒，這個是由于配置文件是共享的資源。


7>. 數(shù)據(jù)庫連接池的設(shè)計一般也是采用單例模式诈豌，因為數(shù)據(jù)庫連接是一種數(shù)據(jù)庫資源仆救。數(shù)據(jù)庫軟件系統(tǒng)中使用數(shù)據(jù)庫連接池，主要是節(jié)省打開或者關(guān)閉數(shù)據(jù)庫連接所引起的效率損耗矫渔，這種效率上的損耗還是非常昂貴的彤蔽，因為何用單例模式來維護，就可以大大降低這種損耗庙洼。


8>. 多線程的線程池的設(shè)計一般也是采用單例模式顿痪，這是由于線程池要方便對池中的線程進行控制。


9>. 操作系統(tǒng)的文件系統(tǒng)油够，也是大的單例模式實現(xiàn)的具體例子蚁袭，一個操作系統(tǒng)只能有一個文件系統(tǒng)。


10>. HttpApplication 也是單位例的典型應(yīng)用石咬。熟悉ASP.Net(IIS)的整個請求生命周期的人應(yīng)該知道HttpApplication也是單例模式揩悄，所有的HttpModule都共享一個HttpApplication實例.

4、單例模式作用

保證整個應(yīng)用程序中某個實例有且只有一個鬼悠；

5删性、單例模式3個要點/要素

1.某個類只能有一個實例

2.它必須自行創(chuàng)建這個實例

3.它必須自行向整個系統(tǒng)提供這個實例

換一種說法：

a.私有構(gòu)造方法

b.私有靜態(tài)引用指向自己實例

c.以自己實例為返回值的公有靜態(tài)方法

6、單例模式的實現(xiàn)思路

一個類能返回對象一個引用(永遠是同一個)和一個獲得該實例的方法（必須是靜態(tài)方法焕窝，通常使用getInstance這個名 稱）蹬挺；

當我們調(diào)用這個方法時，如果類持有的引用不為空就返回這個引用它掂，如果類保持的引用為空就創(chuàng)建該類的實例并將實例的引用賦予該類保持的引用巴帮；

同時我們還將該類的構(gòu)造函數(shù)定義為私有方法，這樣其他處的代碼就無法通過調(diào)用該類的構(gòu)造函數(shù)來實例化該類的對象虐秋，只有通過該類提供的靜態(tài)方法來得到該類的唯一實例晰韵。

7、單利模式的實現(xiàn)原則和過程

（1）單例模式：確保一個類只有一個實例熟妓，自行實例化并向系統(tǒng)提供這個實例

（2）單例模式分類：

餓單例模式（類加載時實例化一個對象給自己的引用）；


懶單例模式（調(diào)用取得實例的方法如getInstance時才會實例化對象）（java中餓單例模式性能優(yōu)于懶單例模式栏尚，c++中一般使用懶單例模式）

8起愈、單例模式有三種實現(xiàn)方式

1.餓漢式單例（Eager Singleton）

在類初始化的時候，創(chuàng)建對象，這種方式是線程安全的抬虽，在程序運行期間就這一個對象官觅。

2.懶漢式單例（Layz Singleton）

懶漢式是在第一次使用時才創(chuàng)建對象，但是如果在多線程環(huán)境中要考慮線程安全問題阐污。

3.Initialization on Demand Holder(IoDH) 技術(shù)（注：有的面向?qū)ο笳Z言不支持）



懶漢模式代碼Demo

/**
 * @ClassName LazySingleton  <br>
 * @Description 懶漢模式
 **/
public class LazySingleton {
    //1.將構(gòu)造方式私有化休涤，不允許外邊直接創(chuàng)建對象
    private LazySingleton() {
    }

    //2.聲明類的唯一實例，使用private static修飾
    private static LazySingleton lazySingletonInstance;

    //只是聲明了類的實例笛辟，并沒有實例化功氨，如果外面通過getInstance()來獲取的時候，明顯該實例是空的——》咋辦呢手幢？——》getLazySingletonInstance()
    /**
     * 3.提供一個用于獲取實例的方法捷凄，使用public static修飾
     * Description: 當用戶獲取類的實例時，做一個判斷围来，若實例為空則創(chuàng)建一個實例跺涤，若不為空則直接返回實例：
     */
    public static LazySingleton getLazySingletonInstance() {
        if (lazySingletonInstance == null) {
            lazySingletonInstance = new LazySingleton();
        }
        return lazySingletonInstance;
    }
}

其他代碼略，如有需要請至：單例模式實踐代碼

測試代碼
注：測試代碼中可以看到餓漢模式

/**
 * @ClassName SingletonTest  <br>
 * @Description 無論獲取多少次Singleton监透，他們實際上都是一個實例桶错，指向同一個對象，這樣就保證了單個實例
 * 為了安全胀蛮，控制訪問院刁，不允許外部直接訪問類的成員變量：
 **/

public class SingletonTest {
    public static void main(String[] args) {
//        ****** 餓漢模式start ******
        Singleton singleton1 = Singleton.getInstance();
        Singleton singleton2 = Singleton.getInstance();
        //獲取2個實例后，想看看這兩個實例是否是同一個實例
        if (singleton1 == singleton2) {
            System.out.println("singleton1,singleton2是同一個實例");
        } else {
            System.out.println("singleton1,singleton2不是同一個實例");
        }
//        ****** 餓漢模式end ******

//        ****** 懶漢模式start ******
        LazySingleton lazySingleton1 = LazySingleton.getLazySingletonInstance();
        LazySingleton lazySingleton2 = LazySingleton.getLazySingletonInstance();
        if (lazySingleton1 == lazySingleton2) {
            System.out.println("lazySingleton1,lazySingleton2是同一個實例");
        } else {
            System.out.println("lazySingleton1,lazySingleton2不是同一個實例");
        }
//        ****** 懶漢模式end ******
    }
}

測試結(jié)果：

singleton1,singleton2是同一個實例
lazySingleton1,lazySingleton2是同一個實例

9醇滥、怎么區(qū)分餓漢和懶漢模式黎比？

餓漢：餓了，饑不擇食鸳玩，系統(tǒng)一運行就創(chuàng)建對象阅虫，不考慮太多的問題

懶漢：就是懶，就是不想創(chuàng)建對象不跟，即使運行創(chuàng)建對象颓帝，也要說一大堆的問題，什么多線程窝革、安全购城，對象重復(fù)等問題∨耙耄總之一句話：懶瘪板，就是不想創(chuàng)建。

10漆诽、單例模式需要注意的地方

單例模式在多線程的應(yīng)用場合下必須小心使用侮攀。如果當唯一實例尚未創(chuàng)建時锣枝，有兩個線程同時調(diào)用創(chuàng)建方法，那么它們同時沒有檢測到唯一實例的存在兰英，從而同時各自創(chuàng)建了一個實例撇叁， 這樣就有兩個實例被構(gòu)造出來，從而違反了單例模式中實例唯一的原則畦贸。



解決這個問題的辦法是為指示類是否已經(jīng)實例化的變量提供一個互斥鎖(雖然這樣會降低效率)陨闹。

（1）使用時不能用反射模式創(chuàng)建單例，否則會實例化一個新的對象

（2）使用懶單例模式時注意線程安全問題

（3）餓單例模式和懶單例模式構(gòu)造方法都是私有的薄坏，因而是不能被繼承的趋厉，有些單例模式可以被繼承（如登記式模式）

11、單例模式的優(yōu)點

(1)在單例模式中颤殴，活動的單例只有一個實例觅廓，對單例類的所有實例化得到的都是相同的一個實例。這樣就 防止其它對象對自己的實例化涵但，確保所有的對象都訪問一個實例杈绸。


(2)單例模式具有一定的伸縮性，類自己來控制實例化進程矮瘟，類就在改變實例化進程上有相應(yīng)的伸縮性瞳脓。


(3)提供了對唯一實例的受控訪問。


(4)由于在系統(tǒng)內(nèi)存中只存在一個對象澈侠，因此可以節(jié)約系統(tǒng)資源劫侧，當需要頻繁創(chuàng)建和銷毀的對象時單例模式無疑可以提高系統(tǒng)的性能。


(5)允許可變數(shù)目的實例哨啃。

(6)避免對共享資源的多重占用烧栋。

12、單例模式的缺點

（1）不適用于變化的對象拳球，如果同一類型的對象總是要在不同的用例場景發(fā)生變化审姓，單例就會引起數(shù)據(jù)的錯誤，不能保存彼此的狀態(tài)祝峻。

（2）由于單利模式中沒有抽象層魔吐，因此單例類的擴展有很大的困難。

（3）單例類的職責過重莱找，在一定程度上違背了“單一職責原則”酬姆。

（4）濫用單例將帶來一些負面問題，如為了節(jié)省資源將數(shù)據(jù)庫連接池對象設(shè)計為的單例類奥溺，可能會導致共享連接池對象的程序過多而出現(xiàn)連接池溢出辞色；如果實例化的對象長時間不被利用，系統(tǒng)會認為是垃圾而被回收浮定，這將導致對象狀態(tài)的丟失淫僻。