单例模式的好处和缺点?为什么要用单例模式?

本文介绍了单例模式的概念及其应用场景,探讨了使用单例模式的原因,分析了单例模式的优缺点,并提供了简单易懂的解释。

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单例模式含义】
单例模式是一种常用的软件设计模式。在它的核心结构中只包含一个被称为单例类的特殊类。通过单例模式可以保证系统中一个类只有一个实例而且该实例易于外界访问,从而方便对实例个数的控制并节约系统资源。如果希望在系统中某个类的对象只能存在一个,单例模式是最好的解决方案。
【采用单例模式动机、原因】
对于系统中的某些类来说,只有一个实例很重要,例如,一个系统中可以存在多个打印任务,但是只能有一个正在工作的任务;一个系统只能有一个窗口管理器或文件系统;一个系统只能有一个计时工具或ID(序号)生成器。如在Windows中就只能打开一个任务管理器。如果不使用机制对窗口对象进行唯一化,将弹出多个窗口,如果这些窗口显示的内容完全一致,则是重复对象,浪费内存资源;如果这些窗口显示的内容不一致,则意味着在某一瞬间系统有多个状态,与实际不符,也会给用户带来误解,不知道哪一个才是真实的状态。因此有时确保系统中某个对象的唯一性即一个类只能有一个实例非常重要。
如何保证一个类只有一个实例并且这个实例易于被访问呢?定义一个全局变量可以确保对象随时都可以被访问,但不能防止我们实例化多个对象。一个更好的解决办法是让类自身负责保存它的唯一实例。这个类可以保证没有其他实例被创建,并且它可以提供一个访问该实例的方法。这就是单例模式的模式动机。
【单例模式优缺点】
【优点】
一、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。
二、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】
一、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。
二、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,因此应用程序开发人员可能会意外发现自己无法直接实例化此类。
三、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

单例模式的简单理解

1 单例模式 只允许创建一个对象,因此节省内存,加快对象访问速度,因此对象需要被公用的场合适合使用,如多个模块使用同一个数据源连接对象等等
2 单例的缺点 就是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。
用单例模式,就是在适用其优点的状态下使用

**单例模式(Singleton Pattern)** 是一种常用的**设计模式**,它确保一个类在整个应用程序中**只有一个实**,并提供一个全局访问点来获取这个实。 ### 单例模式的核心特点: 1. **私有构造方法**:防止外部通过 `new` 创建对象。 2. **静态私有实**:类内部创建一个自己的静态实。 3. **公共静态方法**:对外提供访问该实的方法。 --- ### 示代码(Java): ```java public class Singleton { // 静态私有实 private static Singleton instance; // 私有构造方法 private Singleton() { // 初始化操作 } // 提供访问的公共静态方法(线程不安全) public static Singleton getInstance() { if (instance == null) { instance = new Singleton(); } return instance; } } ``` 为了线程安全,通常使用**双重校验锁**实现: ```java public class Singleton { // volatile 保证多线程下可见性 private static volatile Singleton instance; private Singleton() {} public static Singleton getInstance() { if (instance == null) { synchronized (Singleton.class) { if (instance == null) { instance = new Singleton(); } } } return instance; } } ``` --- ### 单例模式的常见用途: - 管理全局状态(如用户登录状态) - 数据库连接池、网络请求管理器 - 日志记录器 - Android中的Repository、Manager类等 --- ### 优点: - 节省内存,避免重复创建对象 - 提供统一的访问入口,便于管理 ### 缺点: - 不易于测试(容易引入全局状态) - 使用不当可能造成耦合、内存泄漏等问题 ---
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