Java设计模式之单例模式(Singleton Pattern)

对于设计模式，我们该如何了解，我想这不是一两句话就能说明白的。我也只是比较浅显地认识了一下，从我的角度出发，设计模式就是解决某一种问题的一种思想，是一种行之有效的解决方式。Java中共有23种设计模式，本文我就来讲解一下单例设计模式。

解决的问题

任何一种设计模式的出现，都是为了解决某一种问题的。单例设计模式也不例外，它的出现是为了保证一个类的对象在内存中的唯一性。

应用场景

系统/应用只需要一个实例对象，确保对象的唯一性。

用例学习

在这里，我就举个例子来说明单例设计模式的应用场景。例如，多个程序都在操作同一个配置文件时，需要程序A操作后的结果，程序B要知道并继续基于程序A操作后的结果进行操作。如此一来就要有一个前提——数据都存储在配置文件对象中，要求程序A和程序B操作的配置文件对象是同一个。怎么才能解决这个案例呢？即怎么可以保证这个类只能产生一个对象呢？对此，我的分析思路是：

1. 首先，问题是其他程序都可以通过new创建该类的对象，从而无法控制数量。所以，我们不让其他程序new不就可以了吗？
2. 那么第一步的问题也产生了——其他程序不就没有对象了吗？干脆，在本类中自己new一个本类对象，这样的好处就是不让别的程序new，自己new，从而可以实现数量控制。
3. 对外提供让其他程序获取该对象的方式，就可以了！

这样，解决步骤就呼之欲出了。

1. 不让其他程序new该类对象，咋办？——可以将类中的构造函数私有化。
2. 在本类中new一个对象。
3. 定义一个方法返回该对象，让其他程序可以获取到。之所以定义方法访问，就是为了可控。

用代码体现出来就是：

public class Single{    // 创建一个本类对象    private static final Single s = new Single();    // 构造函数私有化    private Single(){}    // 定义一个方法返回该对象，让其他程序可以获取到。之所以定义方法访问，就是为了可控    public static Single getInstance()    {        return s;    }}

以上我们一般称之为饿汉式单例模式，单例模式有两种不同的实现方式，下面是懒汉式单例模式(也可称之为延迟加载方式)的代码体现。

public class Single{    // 创建一个本类对象    private static /*final*/ Single s = null; // 别加final，死！    // 构造函数私有化    private Single(){}    // 定义一个方法返回该对象，让其他程序可以获取到。之所以定义方法访问，就是为了可控    public static Single getInstance()    {        if (s == null)            s = new Single();        return s;    }}

上面代码还有一些瑕疵，因为在多线程并发访问时，会出现线程安全问题。加了同步就可以解决问题，无论是同步函数，还是同步代码块都行。但是效率低了，怎么解决效率低的问题呢？可以通过if对单例对象的双重判断的形式来解决。

public class Single {    private static Single s = null;    private Single() {}    public static Single getInstance() {        if(s == null) {            synchronized(Single.class) {                if(s == null)                    s = new Single();            }        }        return s;    }}

面试时，可能会问懒汉式与饿汉式有什么不同？答曰懒汉式的特点用于实例的延迟加载。又可能会接着问懒汉式的延迟加载有没有问题？答曰有，如果多线程访问时会出现安全问题。又问怎么解决呢？答曰可以加同步来解决，用同步代码块和同步函数都行，但是稍微有一些低效，用双重判断的形式能解决这个效率问题。最后可能会问加同步时，使用的锁是哪一个？答曰该类所属的字节码文件对象。