设计模式学习笔记（二）单例模式

单例模式（Singleton Pattern）：

Ensure a class has only one instance, and provide a global point of access to it.

（确保某一个类只有一个实例，并向整个系统提供这个实例的全局访问点。）

       

单例模式的优点：

• 由于单例模式在内存中只有一个实例，减少了内存开支，特别是一个对象需要频繁地创建、销毁时，单例模式的优势就非常明显。
• 当一个对象的产生需要比较多的资源时，就可以使用单例模式，在程序启动时直接产生一个单例对象，然后用永久驻留内存的方式来解决性能问题。
• 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，扩展很困难，只能通过修改代码方式实现。
• 单例模式对测试不利。
• 单例模式与单一职责原则有冲突。

       

单例模式的使用场景：

• 要求生成唯一序列号的环境。
• 在整个项目中需要一个共享访问点或共享数据。
• 创建一个对象需要消耗的资源过多。
• 需要定义大量的静态常量和静态方法（工具类）的环境。

       

单例模式的注意事项：

首先，在高并发情况下，注意单例模式的线程安全问题。

• 可以用volitail关键字修饰单例成员变量，禁止在单实例对象创建过程中的指令重排，用synchronozed关键字保证只能有一个线程参与实例的创建。
• 可以用枚举类完成单例创建（每一个枚举对象就是一个单例）
• 可以使用在单例类的内部类定义一个被static final 关键字修饰成员变量的的方式创建单例。

其次要考虑对象的复制情况，在Java中，对象默认是不可以被复制的，若实现了Cloneable接口，并实现了clone方法，则可以直接通过对象复制方式创建一个新对象，对象复制是不用调用类的构造函数，因此即使是私有的构造函数，对象仍然被复制。最好就是单例类不要实现Cloneable接口。

       

单例模式的扩展：有上限的多例模式。

       

JVM的垃圾回收机制引起的问题：

如果一个单例对象在内存中长久不使用，JVM就认为这个对象是一个垃圾，在CPU资源空闲的情况下该对象会被清理掉，下次再调用时就需要重新产生一个对象。

如果确实需要采用单例模式来记录有状态的值，有三种方法可以解决该问题：

• 由容器管理单例的生命周期。
• 定时刷新单例对象
• 状态随时进行持久化记录，重新创建单实例时与持久化记录内容同步