设计模式之单例模式(Singleton)

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单例模式(Singleton Pattern)：

1.定义：
确保某一个类只有一个实例，而且自动实例化并向整个系统提供这个实例

2.优点：
1、在内存中只有一个实例，所以减少了内存开销，特别是在一个对象需要频繁地创建、销毁时，而且创建或销毁时性能又无法优化。单例模式的优势非常明显;
2、避免对资源的多重占用。例如写文件动作，由于只有个实例存在内存中，避免对同一个资源文件的同时写操作
3、提供了对唯一实例的受控访问。
4、允许可变数目的实例。

3.缺点：
1、没有接口，扩展困难。
2、不适用于变化的对象，如果同一类型的对象总是要在不同的用例场景发生变化，单例就会引起数据的错误，不能保存彼此的状态。
3、滥用单例将带来一些负面问题，如为了节省资源将数据库连接池对象设计为的单例类，可能会导致共享连接池对象的程序过多而出现连接池溢出;如果实例化的对象长时间不被利用，系统会认为是垃圾而被回收，这将导致对象状态的丢失。
4、单例类的职责过重，在一定程度上违背了“单一职责原则”。

4.适用场景：
1、资源共享的情况下，避免由于资源操作时导致的性能或损耗等。如上述中的日志文件，应用配置。
2、控制资源的情况下，方便资源之间的互相通信。如线程池等。
3、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

5.UML图

6.单例模式的几种书写方式：

1/ 饿汉式单例：单例实例在类装载时就构建
特点：线程安全 在类加载的同时已经创建好一个静态对象，调用时反应速度快

public class SingleTonPattern(){    private static SingletonPattern singleton=new SingletonPattern();    private SingletonPattern(){}    //通过该方法获取实例    public static SingletonPattern GetSingleton()    {        return singleton;    }}

2/ 懒汉式单例：单例实例在第一次被使用时构建，延迟初始化
特点： 避免了饿汉式的那种在没有用到的情况下创建事例，资源利用率高，不执行getInstance()就不会被实例，可以执行该类的其他静态方法。但是多个线程判断instance都为null时，在执行new操作时多线程会出现重复情况

public class SingletonPattern(){    private static SingletonPattern singleton=null;    private SingletonPattern(){}    //通过该方法获得实例对象    public static SingletonPattern GetSingleton()    {        if(singleton==null)        {        //多个线程判断instance都为null时，在执行new操作时多线程会出现重复情况        singleton=new SingletonPattern();        }        return singleton;    }}

3/ 双重检测单例：
特点： 资源利用率高，不执行getInstance()就不被实例，可以执行该类其他静态方法 但是第一次加载时反应不快

public class SingletonPattern(){    private static SingletonPattern singleton=null;    private SingletonPattern(){}    //通过该方法获得实例对象    public static SingletonPattern GetSingleton()    {        if(singleton==null)        {        //使用synchronized关键字，防止多个线程判断instance都为null时，在执行new操作时多线程会出现重复情况        synchronized(SingletonPattern.class)        {            if(instance==null)            {                instance=new SingletonPattern();            }        }        }        return singleton;    }}

4/ 静态内部类模式:

public class SingletonPattern(){    private SingletonPattern(){}    //通过该方法获得实例对象    public static class SingletonHelp()    {        static SingletonPattern singleton=new SingletonPattern();    }    //通过该方法获得实例对象    public static SingletonPattern GetSingleton()    {        return singleton;    }}