设计模式之单例模式

2017-06-04 本文已影响26人老羊_肖恩

单例模式的定义

Ensure a class has only one instance, and provide a global point of access to it. 即确保某各类只有一个实例，并且提供一个全局的入口。
通用类图如下：

Singleton.jpg

Singleton类称为单例类，通过使用私有构造方法确保在系统中只产生一个实例。按照实例初始化的时间，单例模式可以分成两类：饿汉式单例模式和懒汉式单例模式。顾名思义：恶汉式单例模式是在类加载时便完成单例实例的创建，而懒汉式单例模式是在使用时，才进行单例实例的创建。代码分别如下：

饿汉式

public class Singleton {
    private static final Singleton singleton = new Singleton();

    //私有构造方法
    private Singleton(){
    }

    //获取实例对象方法
    public static Singleton getSingleton(){
        return singleton;
    }

    //其他方法，尽量是static
    public static void doSomething(){   
    }
}

懒汉式

public class Singleton {
    
    private static Singleton singleton = null;
    
    //私有构造方法
    private Singleton(){
    }
    
    //获取实例对象方法
    public static Singleton getSingleton(){
        if(singleton == null){
            //考虑高并发情况
            synchronized (Singleton.class) {
                if(singleton == null){
                    singleton = new Singleton();
                }
            }
        }
        return singleton;
    }
    
    //其他方法，尽量是static
    public static void doSomething(){
        
    }
}

饿汉式单例模式和懒汉式单例模式均有各自的试用场景，只是懒汉式单例模式在第一次创建单例实例时，需考虑在高并发场景下可能会在内存中创建多个实例的情况。两种实现方式可以根据需要自行选择，推荐试用恶汉式单例模式。

单例模式的应用

单例模式的有点

由于单例模式在内存中只有一个实例，因此内存开支较小。
由于单例模式只需生成一次实例，因此会大大减少系统的性能开销。当一个对象需要频繁创建创建和销毁，且创建和销毁的性能无法优化时，单例模式的优势尤为明显。
单例模式可以避免对资源的多重占用。
单例模式可以在系统设置全局的访问点，优化和共享资源访问。

单例模式的缺点

单例模式一般没有接口，很难扩展。
单例模式不利于测试。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(SRP)有冲突。单一职责原则要求一个类应该只实现一个逻辑，而不关心它是否是单例，是不是要单例应取决于环境，而单例模式把“要单例”和业务逻辑融合在一个类中。

单例模式使用场景

要求生产唯一序列号的环境。
系统或项目中的共享资源。
创建一个资源系统开销较大。
需要定义搭理静态常量和静态方法的环境，可以采用单例模式。

单例模式的注意事项

线程安全。高并发情况下，懒汉式单例模式需要考虑线程安全问题，即有两个或以上线程同时去创建单例实例。
单例的复制。在Java中，对象默认是不可以复制的，若实现了Cloneable接口，并且实现了clone方法，则可以直接通过对象复制的方式创建一个新对象，此时对象复制是不需要调用构造方法的，因此即使是私有的构造方法，此时的对象依然可以被复制。因此单例类最好不要实现Cloneable接口。

最佳实践

单例模式是23中设计模式中比较简单的设计模式，应用也十分广泛。在Spring中，每个Bean默认都是单例的，这样做的优点是Spring的Bean容器可以管理这些Bean的生命周期。如果采用非单例模式(Prototype)，则Bean初始化之后交由J2EE容器管理，Spring容器不在跟踪管理这些Bean的生命周期。

《注》以上内容总结自秦小波-《设计模式之禅》，仅为个人学习笔记。

设计模式之单例模式

单例模式的定义

单例模式的应用

最佳实践

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