设计模式之--单例模式

1、什么是单例模式？

　　单例模式也属于创建型模式，所以也是用于创建对象的，顾名思义，“例”是“实例”的意思，“单”是“单独、唯一”的意思，所以单例模式就是指使类在内存中只能有一个对象的模式。

2、单例模式的应用？

　　单例模式在线程池、数据库连接池、网站计数器等其他地方中被应用，因为每次创建线程和数据库连接是相对而言比较麻烦的，所以我们可以只创建一次，然后对其进行重复使用，当被使用完毕之后，重新将其放入池中，等再次用时直接从池里取出来应用。对于网站计数器用来统计网站访问人数来说，如果有多个计数器同时统计肯定会有出现错误数据的可能，所以只能够有一个计数器在使用。

3、单例模式的理念？

　　应用单例模式使得类在内存中只能有一个对象，那么要实现就必须要保证外界不能够随意创建这个类的对象，也就是说不能让外界随意的调用这个类的构造方法，解决方案只能是将这个类的构造方法私有化，从而使外界不能直接调用。

　　外界不能创建这个类的对象了，那么这个类必须创建一个本类的对象，而且还必须提供一个公共的方式来让外界使用。这个公共的方式就是定义一个public修饰的方法，方法的返回值就是这个类那个唯一的对象的引用。方法要由static关键字修饰，也就是做成静态方法，从而能够直接用类名调用方法（如果是非静态方法则必须创建类的对象进行调用，这就和之前说的不能让外界创建对象矛盾了）。

4、单例模式的使用分类

　　单例模式的使用共分成两类，分别是饿汉式（类一加载就创建对象）和懒汉式（什么时候用什么时候创建），下面分别来进行代码分析。

　　饿汉式：

　　　　像个饿汉一样，类一加载就创建了对象，不管你以后是否用不用这个对象。代码实现如下：

<span style="font-size:14px;">public class Student {// 把构造方法私有，是为了不让外界随意创建对象private Student() {}// 类本身创建一个唯一的对象。//加私有是为了不让外界通过类名直接访问s，进而修改s的值private static Student s = new Student();//饿汉式，类一加载就会创建这个唯一的对象// 提供公共的方法让外界使用// 为了让外界能够直接通过类名访问该方法，需要对该方法加静态//因为静态方法只能访问静态成员，所以s也要用静态修饰public static Student getStudent() {// 调用方法只能返回对象的引用return s;}}</span>

　　　　这个时候，我们像如下调用时：

<span style="font-size:14px;">        Student s1 = Student.getStudent();        Student s2 = Student.getStudent();System.out.println(s1 == s2);</span>

　　　　打印出的返回值为true，也印证了单例模式作用下，类只能创建唯一的对象。

　　懒汉式：

　　　　像一个懒汉一样，什么时候用什么时候才创建对象。代码实现如下：

<span style="font-size:14px;">public class Student {private Student() {}//声明对象的引用，但是不创建对象private static Student s = null;//调用公共方法时才创建对象public static Student getStudent() {// 如果t是null的时候，创建对象if (s == null) {s = new Student();}//否则，返回sreturn s;}}</span>

5、饿汉式和懒汉式的优缺点？

　　饿汉式：由于首先创建了对象，所以调用方法的时候可以直接返回对象的引用，提高了调用效率；但是也因为提前创建了对象，所以不管你用不用这个对象，这个对象都会在内存中存在，消耗你的内存空间。

　　懒汉式：什么时候用什么时候创建对象，如果你不用，不会像饿汉式那样消耗你的内存空间；但是懒汉式存在线程安全问题。

附：什么是线程安全问题？

　　在懒汉式中，如果是在多线程环境下，有1号、2号、3号线程同时执行到了if (s == null)这一步，此时1号线程抢到了CPU的执行权，1号线程就通过了if(s==null)这一步，但是当1号执行s = new Student()之前，2号线程又抢到了CPU执行权，因为这时候1号还没有创建s指向的对象，所以2号线程也能通过if(s==null)的验证，来到s = new Student()这一步，从而就会创建两遍s指向的对象。

　　那么线程安全问题如何解决呢？

　　可以在可能出现问题的代码上加锁，锁上就行了，代码如下：

<span style="font-size:14px;">public class Student {private Student() {}private static Student s = null;//在方法之上加锁public synchronized static Student getStudent() {if (s == null) {s = new Student();}return s;}}</span>

　　小结：单例模式保证了一个类只能创建一个对象，而对于饿汉式和懒汉式各有千秋，其实际应用要依据实际情况而定。