设计模式 之单例模式

单例模式（Singleton Pattern）是 Java 中最简单的设计模式之一。这种类型的设计模式属于创建型模式，它提供了一种创建对象的最佳方式。

这种模式涉及到一个单一的类，该类负责创建自己的对象，同时确保只有单个对象被创建。这个类提供了一种访问其唯一的对象的方式，可以直接访问，不需要实例化该类的对象。

 

特点:

1、单例类只能有一个实例。

2、单例类必须自己创建自己的唯一实例。

3、单例类必须给所有其他对象提供这一实例。

 

意图：保证一个类仅有一个实例，并提供一个访问它的全局访问点。

主要解决：一个全局使用的类频繁地创建与销毁。

何时使用：当您想控制实例数目，节省系统资源的时候。

如何解决：判断系统是否已经有这个单例，如果有则返回，如果没有则创建。

关键代码：构造函数是私有的。

单一原则：

单一职责原则(Single Responsibility Principle, SRP)：一个类只负责一个功能领域中的相应职责，或者可以定义为：就一个类而言，应该只有一个引起它变化的原因。

单一职责原则告诉我们：一个类不能太“累”（不能做太多的事情）！ 在软件系统中，一个类（大到模块，小到方法）承担的职责越多，它被复用的可能性就越小 。如果一个类承担的职责过多，就相当于将这些职责耦合在一起，当其中一个职责变化时，可能会影响其他职责的运作，因此要将这些职责进行分离，将不同的职责封装在不同的类中，即将不同的变化原因封装在不同的类中，如果多个职责总是同时发生改变则可将它们封装在同一类中。

单一职责原则是实现高内聚、低耦合的指导方针，它是最简单但又最难运用的原则，需要设计人员发现类的不同职责并将其分离，而发现类的多重职责需要设计人员具有较强的分析设计能力和相关实践经验。

 

优点：

• 1、在内存里只有一个实例，减少了内存的开销，尤其是频繁的创建和销毁实例。
• 2、避免对资源的多重占用（比如写文件操作）。

缺点：没有接口，不能继承，与单一职责原则冲突，一个类应该只关心内部逻辑，而不关心外面怎么样来实例化。

单例模式的主要优点就是节约系统资源、提高了系统效率，同时也能够严格控制客户对它的访问。也许就是因为系统中只有一个实例，这样就导致了单例类的职责过重，违背了“单一职责原则”，同时也没有抽象类，所以扩展起来有一定的困难

使用场景：

• 1、要求生产唯一序列号。
• 2、WEB 中的计数器，不用每次刷新都在数据库里加一次，用单例先缓存起来。
• 3、创建的一个对象需要消耗的资源过多，比如 I/O 与数据库的连接等。

 

java 单例模式的几种实现方式：

 1.懒汉式

 

public class Singleton {
	private static Singleton instance = null;
 
	// 私有化构造方法
	private Singleton() {
 
	}
 
	public static Singleton getInstance() {
		if (instance == null) {
			instance = new Singleton();
		}
		return instance;
	}
 
}

　　

单例模式的懒汉式体现了缓存的思想，延时加载就是一开始不要加载资源或者数据，一直 等，等到马上就要使用这个资源的或者数据了，躲不过去了才去加载。

如何实现线程安全的懒汉式（双重检查加锁）：

 

public class Singleton {
    private volatile static Singleton instance = null;
 
    // 私有化构造方法
    private Singleton() {
 
    }
 
    public static Singleton getInstance() {
        if (instance == null) {
            synchronized (Singleton.class) {
                if (instance == null) {
                    instance = new Singleton();
                }
            }
 
        }
        return instance;
    }
 
}

 

 

2.饿汉式

饿汉式是典型的空间换时间，当类装载的时候就会创建类实例，不管你用不用，先创建出来，然后每次调用的时候，就不需要判断了，节省了运行时间。

public class Singleton {
    private static Singleton instance = new Singleton();
 
    // 私有化构造方法
    private Singleton() {
 
    }
 
    public static Singleton getInstance() {
        return instance;
    }
 
}

 3.使用静态内部类实现单例模式

当getInstance方法第一次被调用的时候,它第一次读取SingletonHolder.instance，导致SingletonHolder类得到初始化；而这个类在装载并被初始化的时候，会初始化它的静态域，从而创建Singleton的实例，由于是静态的域，因此只会在虚拟机装载类的时候初始化一次，并由虚拟机来保证它的线程安全性。

public class Singleton {
    private static class SingletonHoler {
        /**
         * 静态初始化器，由JVM来保证线程安全
         */
        private static Singleton instance = new Singleton();
    }
 
    private Singleton() {
    }
 
    public static Singleton getInstance() {
        return SingletonHoler.instance;
    }
 

4.使用枚举来实现单例

public enum Singleton {
    uniqueInstance;// 定义一个枚举的元素，它 就代表了Singleton的一个实例
 
    public void singletonOperation() {
        // 功能处理
        System.err.println("coding");
    }
 
}