单例模式

来源:互联网 发布:男朋友尺寸大体验知乎 编辑:程序博客网 时间:2024/05/01 13:52

7.3 单例模式应用

1. 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的被创建、销毁,而且创建或销毁时性能又无法优化,单例模式的优势就非常明显;
  • 由于单例模式只生成一个实例,减少了系统性能开销,当一个对象的产生需要比较多的资源时,如读取配置、产生其他依赖对象时,则可以通过在应用启动时直接产生一个单例对象,然后永久驻留内存的方式来解决(在Java EE中采用单例模式时需要注意JVM垃圾回收机制);
  • 单例模式可以避免对资源的多重占用,例如一个写文件动作,由于只有一个实例存在内存中,避免对同一个资源文件的同时写操作。
  • 单例模式可以在系统设置全局的访问点,优化环共享资源访问,例如可以设计一个单例类,负责所有数据表的映射处理。

2. 单例模式的缺点

  • 单例模式没有接口,扩展很困难,若要扩展,除了修改代码没有第二种途径可以实现。单例模式为什么不能增加接口呢?因为接口对单例模式是没有任何的意义,它要求“自行实例化”,并且提供单一实例、接口或抽象类是不可能被实例化的。
  • 单例模式对测试是不利的。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有冲突。一个类应该只实现一个的逻辑,而不关心它是否是单例的,决定它是不是要单例是环境决定的,单例模式把“要单例”和业务逻辑融合也在一个类中。

3. 单例模式的使用场景

     在一个系统中,要求一个类有且仅有一个对象,如果出现多个对象就会出现“不良反应”时,则可以采用单例模式,具体的场景如下:

  • 要求生成唯一序列号的环境;
  • 在整个项目中需要有访问一个共享访问点或共享数据,例如一个Web页面上的计数器,可以不用每次刷新都记录到数据库中,使用单例模式保持计数器的值,并确保是线程安全的;
  • 创建一个对象需要消耗的资源过多,如要访问IO、访问数据库等资源;
  • 需要定义大量的静态常量和静态方法(如工具类)的环境,可以采用单例模式(当然,也可以直接声明为static的方式);

4. 单例模式的注意事项

     首先,在高并发情况下,请注意单例模式的线程同步问题。单例模式有几种不同的实现方式,上面的例子不会出现产生多个实例的情况,但是代码清单7-4所示的单例模式就需要考虑线程同步。

 



最佳实践

     单例模式是23个模式中比较简单的模式,应用也非常广泛,如在Spring中,每个Bean默认就是单例的,这样做的优点是Spring容器可以管理这些Bean的生命期,决定什么时候创建出来,什么时候销毁,销毁的时候要如何处理,等等。如果采用非单例模式(Prototype类型),则Bean初始化后的管理则交由J2EE容器,Spring容器不再跟踪管理Bean的生命周期。

     使用单例模式需要注意的一点就是JVM的垃圾回收机制,如果我们的一个单例模式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。如果我们在应用中使用单例类作为有状态值(如计数器)的管理,则会出现回复原状的情况,应用就会出现故障。如果确实需要采用单例模式来记录有状态的值,有两种办法可以解决该问题:

  • 由容器管理单例的生命周期

     Java EE容器或者框架级容器,如Spring,可以让对象长久驻留内存。当然,自行通过管理对象的生命期也是一个可行的办法,既然有那么多的工具提供给我们,为什么不用呢?

  • 状态随时记录

     可以使用异步记录的方式,或者使用观察者模式,记录状态的变化,写入文件或写入数据库中,确保即使单例对象重新初始化也可以从资源环境获得销毁前的数据,避免应用数据丢失。

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