设计模式之单例模式

讲完了设计原则，开始进行对设计模式的理解与应用；每个模式，我们都从场景、定义、编码、问题反思等几个方面来分享；

单例模式-场景:

1.一个党只能有一个主席。

2.Windows的文件只能被一个实例访问。

3.一次性只能连接一台打印机执行打印。

对于系统的研发来说，每多一个实例，会多占用一定内存，而内存是相对有限的。

定义：确保一个类仅有一个唯一的实例，并且提供一个全局的访问点；

编码：

public class Singleton {

    //唯一的对象保存在单例类的属性里  

   private static Singleton instance = null;

    // 构造器私有化,不能在类的外部随意创建对像
    private Singleton() {

    }

    //获取唯一实例

    public static Singleton getInstance() {

        if (instance == null) {
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;

    }

}

     这样在单线程上是OK的，一单出现多线程，就会有多个实例被创建，如此违反了我们的初衷；

     为何不安全，先进行代码测试：

public class Singleton {
    
    // 为了记录这个 Singleton 类被实例化的次数
    // 声明static 类型的计数器
    private static int count;
    
    //唯一的对象保存在单例类的属性里
    private  static Singleton instance = null;

    // 构造器私有化,不能在类的外部随意创建对象
    private Singleton() {
        System.out.println("Singleton 私有的构造方法被实例化 " + (++count) + " 次");
    }

    public  static Singleton getInstance() {

        //在判断null的时候，另外线程会先进行实例化，而此时当前的线程判断依然为null；

        if (instance == null) {
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    }
}

测试Demo:

public class SingletonPatternDemo {
    
     public static void main(String[] args) {
        
            Runnable task = ()->{
                String threadName = Thread.currentThread().getName();
                Singleton s1 = Singleton.getInstance();
                System.out.println("线程 " + threadName + "\t => " + s1.hashCode());
            };
            
            // 模拟多线程环境下使用 Singleton 类获得对像
            for(int i=0;i<10;i++){
                new Thread(task,"" + i).start();
            }
      }
}

结果:

Singleton 私有的构造方法被实例化 1 次
Singleton 私有的构造方法被实例化 4 次
线程 1     => 1316319194
Singleton 私有的构造方法被实例化 3 次
Singleton 私有的构造方法被实例化 2 次
线程 0     => 2140408704
线程 9     => 2140408704
线程 2     => 840831472
线程 4     => 2140408704
线程 5     => 325223395
线程 8     => 2140408704
线程 3     => 1316319194
线程 7     => 2140408704
线程 6     => 2140408704

如何解决呢? 部分同学采用如下这种方式，但是如此一来会在服务器加载该类时就创建了实例，而不是需要的时候就创建实例，设计不够优雅。

public class Singleton {
    
    // 为了记录这个 Singleton 类被实例化的次数
    // 声明static 类型的计数器
    private static int count;
    
    //唯一的对象保存在单例类的属性里
    private static Singleton instance = new Singleton();

    // 构造器私有化,不能在类的外部随意创建对
    private Singleton() {
        System.out.println("Singleton 私有的构造方法被实例化 " + (++count) + " 次");
    }


    public static Singleton getInstance() {
        return instance;
    }

}

有没有更好的方式呢？可以看看如下：

public class SingletonDemo {
    
    private static int count;
    
    private static class SingletonHolder{
        private static SingletonDemo instance = new SingletonDemo();
    }
    
    private SingletonDemo(){
         System.out.println("SingletonDemo 私有的构造方法被实例 " + (++count) + " 次");
    }
    
    public static SingletonDemo getInstance(){
        return SingletonHolder.instance;
    }
    
}