设计模式——之单例模式

单例模式（Singleton）是设计模式中最简单的形式之一，是一种常用的软件设计模式。

这一模式的目的是使得类的一个对象成为系统中的唯一实例。

要实现这一点，就需从其实例化开始。因此需要用一种只允许生成对象类的唯一实例的机制，“阻止”所有想要生成对象的访问。使用工厂方法来限制实例化过程。这个方法应该是静态方法（类方法），因为让类的实例去生成另一个唯一实例毫无意义。1

单例模式最初的定义出现于《设计模式》（艾迪生维斯理, 1994）：“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。”

在Java中单例模式定义：“一个类有且仅有一个实例，并且自行实例化向整个系统提供。”

使用单例模式的时机：
-当实例存在多个会引起程序逻辑错误的时候。

Singleton模式主要作用是保证在Java应用程序中，一个类Class只有一个实例存在。

一般Singleton模式通常有三种形式:

 1.懒汉式，也是常用的形式：

public class SingletonClass{    //类的静态私有对象    private static SingletonClass instance=null;    //提供一个静态的公有的函数用于创建或获取它本身的静态私有对象    public static　synchronized　SingletonClass getInstance()    {        if(instance==null)        {               instance=new SingletonClass();        }        return instance;    }    //私有的构造函数    private SingletonClass(){    }}

 2. 饿汉式： 

public class Singleton{    //类的静态私有对象，只供内部调用    private static final Singleton instance = new Singleton();    //提供一个静态的公有的函数用于创建或获取它本身的静态私有对象    public static Singleton getInstance(){        return instance;    }    //私有的构造函数    private Singleton(){        //do something    }}

 3. 双重锁的形式：

    public class SingletonClass{   Private static SingletonClass instance=null;   //提供一个静态的公有的函数用于创建或获取它本身的静态私有对象   public static SingletonClass getInstance(){     if(instance==null){       //使用了synchronized方法       synchronized(SingletonClass.class){         if(instance==null){           instance=new SingletonClass();         }       }     }     return instance;   }   //私有的构造函数   private SingletonClass(){   }}

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很明显可以看出，单例模式的要点有三个：

• 一是某个类只能有一个实例；
• 二是它必须自行创建这个实例；
• 三是它必须自行向整个系统提供这个实例。

从具体实现角度来说，就是以下三点：

• 一是单例模式的类只提供私有的构造函数；
• 二是类定义中含有一个该类的静态私有对象；
• 三是该类提供了一个静态的公有的函数用于创建或获取它本身的静态私有对象。

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优缺点：

• 优点：
  1、实例控制
  单例模式会阻止其他对象实例化其自己的单例对象的副本，从而确保所有对象都访问唯一实例。
  2、灵活性
  因为类控制了实例化过程，所以类可以灵活更改实例化过程。

• 缺点
  1、开销
  虽然数量很少，但如果每次对象请求引用时都要检查是否存在类的实例，将仍然需要一些开销。可以通过使用静态初始化解决此问题。
  2、可能的开发混淆
  使用单例对象（尤其在类库中定义的对象）时，开发人员必须记住自己不能使用new关键字实例化对象。因为可能无法访问库源代码，因此开发人员可能会意外发现自己无法直接实例化此类。
  3、对象生存期
  不能解决删除单个对象的问题。在提供内存管理的语言中（例如基于.NET Framework的语言），只有单例类能够导致实例被取消分配，因为它包含对该实例的私有引用。在某些语言中（如 C++），其他类可以删除对象实例，但这样会导致单例类中出现悬浮引用。

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1. （美）钟冠贤．Objective-C编程之道 iOS设计模式解析．北京市：人民邮电出版社，2011：80 ↩