为什么要用单例模式

本文介绍了单例模式的概念、特点及其实现方式,并讨论了其适用场景和优缺点。单例模式确保一个类只有一个实例存在,并提供了全局访问点。

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单例模式也称单子模式、单件模式,通过单例模式可以保证系统中只有一个类一个实例,并提供全局的访问点,对很多系统中的某些类来说,只有一个实例很重要,比如,一台打印机可以有多个任务,但是正在工作的只有一个,一个系统只能有一个窗口管理器或文件系统。

单例模式的特点:

1.只能有一个实例;

2.必须自行创建这个实例;

3.必须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: 1. 单例模式的类只提供私有的构造函数 2. 类定义中含有一个该类的静态私有对象 3. 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

  单例模式的一些注意点

    一 实例控制:    单例模式会阻止其他对象实例化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

    二 灵活性:  因为类控制实例化过程,所以类可以灵活更改实例化过程

    三 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,这个问题可以通过静态初始化解决此问题

            定义一个私有的静态指针m_sInstance,和一个公有的静态函数 GetInstance()

单例模式又分为饿汉式单例和懒汉式单例,饿汉式单例在单例类被加载时就实例化一个对象交给自己的引用;而懒汉式在调用取得实例方法的时候才会实例化对象

  单例模式的优点:

    1. 在内存中只有一个对象,节省内存空间

    2. 避免频繁的创建销毁对象,可以提高性能

    3. 避免对共享资源的多重占用

    4. 可以全局访问

  单例模式的适用场景:

    1. 需要频繁实例化然后销毁的对象

    2. 创建对象耗时过多或者耗资源过多,但又经常用到的对象

    3. 有状态的工具类对象

    4. 频繁访问数据库或文件的对象

    5. 以及其他要求只有一个对象的场景

 

### 单例模式的作用 单例模式确保某一个类仅有一个实例,并提供全局访问点。这种设计模式特别适合用于管理共享资源,能够有效地节省内存空间并提高程序效率[^2]。 #### 资源的有效利用 通过创建唯一的实例来避免重复初始化带来的开销,在整个应用程序生命周期内保持单一实例的存在可以减少不必要的对象创建成本,从而优化系统的整体表现[^4]。 #### 应用程序稳定性保障 当多个组件依赖于相同的配置数据或其他类型的静态信息时,使用单例模式可以帮助维护一致性和同步性,防止不同部分之间因各自持有不同的副本而导致冲突或错误行为的发生。 ### 常见的应用场景 #### 日志记录服务 为了保证所有的日志消息都被集中处理而不丢失任何一条记录,通常会采用单例模式来构建日志写入器。这不仅简化了接口调用方式,还使得开发者更容易管理和监控日志输出过程[^1]。 ```java public class Logger { private static final Logger instance = new Logger(); // 私有构造函数阻止外部实例化 private Logger() {} public static Logger getInstance() { return instance; } public void log(String message){ System.out.println(message); } } ``` #### 配置读取工具 对于那些需要频繁加载和查询设置参数的情况来说,如果每次请求都重新解析文件将会非常低效;而借助单例模式则可以在启动阶段一次性完成这项工作并将结果缓存起来供后续反复使用。 #### 数据库连接池 数据库操作往往涉及到昂贵的网络I/O代价以及复杂的事务管理逻辑,因此建立固定数量的持久化链接形成池状结构显得尤为重要——此时运用单例模式可确保所有业务层代码都能公平地获取可用资源的同时又不会造成过度消耗[^3]。
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