Singleton单例模式

2022-05-11 本文已影响0人 KenChen_939

定义：指一个类仅有一个实例，且该类能自行创建这个实例。例如任务管理器。
特点：

1. 只有一个实例对象
2. 该单例对象必须由单例类自行创建
3. 单例类对外提供一个访问该单例的全局访问点

优点：

1. 单例模式可以保证内存里只有一个实例，减少内存开销
2. 避免对资源的多重占用
3. 单例模式的全局访问点可以优化和共享资源的访问

缺点：

1. 单例模式一般没有接口，拓展困难。违背开闭原则。
2. 在并发测试的时候，单例模式不利于代码调试。如果单例中的代码没有执行完，也不能模拟生成一个新对象
3. 单例模式的功能代码通常都写在一个类中，如果设计的不合理很容易违背单一职责原则。

应用场景：

1. 需要频繁创建的一些类，使用单例可以降低系统的内存压力，减少GC
2. 某些类只要求生成一个对象的时候，如班长
3. 某些类创建实例时占用资源多，耗时长，且经常使用。
4. 某些类需要频繁实例化，而又频繁被销毁，如线程池，网络连接池
5. 频繁访问数据库或文件的对象
6. 控制硬件级别的操作，或者从系统上讲应该是单一逻辑的操作，如果有多个实例则系统完全乱套
7. 当对象需要被共享，共享该单例对象可以节省内存，加快访问速度，如某些config类，配置类。

结构与实现：
通常，类的构造函数是public的，外部类通过new的方式来生成多个实例。所以单例模式应把构造函数设为私有的，外部无法调用。这时该类自身必须定义一个静态私有实例，并向外部提供一个静态公有函数用于创建或获取该静态私有实例。

单例模式的实现：
单例通常有两种实现方式，懒汉和饿汉

懒汉单例
这种模式的特点是类加载时没有生成单例，只有第一次调用getInstance方法时才去创建对象

/**
 * @Author: KenChen
 * @Description: 懒汉模式 单例
 * 注意：如果编写的是多线程程序，则不要删除上例代码中的关键字 
 * volatile 和 synchronized，否则将存在线程非安全的问题。
 * 如果不删除这两个关键字就能保证线程安全，但是每次访问时都要同步，
 * 会影响性能，且消耗更多的资源，这是懒汉式单例的缺点。
 * @Date: Create in  2022/5/11 11:37
 */
public class LazySingleton {

    //保证 instance 在所有线程中同步
    private static volatile LazySingleton instance = null;

    //private 避免类在外部被实例化
    private LazySingleton() {
    }

    //getInstance 方法前加同步
    public static synchronized LazySingleton getInstance(){
        if (instance == null){
            instance = new LazySingleton();
        }
        return instance;
    }
}

饿汉单例
饿汉的时候类一旦被加载就创建一个单例，保证在调用getinstance方法前单例对象就已经存在。

/**
 * @Author: KenChen
 * @Description: 饿汉模式单例
 * 饿汉式单例在类创建的同时就已经创建好一个静态的对象供系统使用，以后不再改变，所以是线程安全的
 * 可以直接用于多线程而不会出现问题。
 * @Date: Create in  2022/5/11 11:41
 */
public class HungrySingleton {

    private static final HungrySingleton instance = new HungrySingleton();

    private HungrySingleton() {
    }

    public static HungrySingleton getInstance(){
        return instance;
    }
}

Singleton单例模式

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