设计模式-单例模式

单例模式

1.单例的定义（什么是单例？）
单例模式是设计模式中使用最为普遍的模式之一。它是一种对象创建模式，用于产生一个对象的具体实例，它可以确保系统中一个类只产生一个实例。

2.单例的工作原理
通过检查内存，判断是否已经存在单例对象，若存在则使用已存在的实例，否则新创建一个实例。

3.单例的作用
1）对频繁使用的对象，可以省略创建对象所花费的时间。这对于那些重量级对象而言，是非常可观的一笔系统开销；
2）由于new操作的次数减少，因而也会降低对系统内存的使用频率，这将减轻GC的压力，缩短GC停顿的时间
综上所述，对于系统的关键组件和被频繁使用的对象，使用单例模式便可以有效地改善系统的性能。

4.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。
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。

5.HelloWorld

    /**
     *双重锁单例模式
     *
     *
     */
    public static class DoubleCheckedSingleton{
        // 属性
        private static DoubleCheckedSingleton instance = null;
        // 私有的构造器 
        private DoubleCheckedSingleton(){
            // do something
        }

        // 获得单例对象的方法
        public static DoubleCheckedSingleton getInstance(){
            if(instance == null){
                synchronized(DoubleCheckedSingleton.class/*this*/){  //保证了同一时间只能有一个对象访问此同步块
                    if(instance == null){
                        instance = new DoubleCheckedSingleton();
                    }
                }
            }
            return instance;
        }

    }


    /**
     *饿汉单例模式(推荐使用该方式)
     *
     *在类加载时就完成了初始化，所以类加载较慢，但获取对象的速度快
     */
    public class EagerSingleton{

        // 私有的静态成员，在类加载时就已经被初始化
        private static EagerSingleton instance = new Singleton();

        // 私有的无参构造器
        private EagerSingleton(){

        }

        // 开放的静态非同步方法（类加载时已经被初始化，不会有多线程的问题出现）
        public static EagerSingleton getInstance(){
                return instance;
        }

    }

        /**
         *懒汉单例模式
         *
         *比较懒，在类加载时，不创建实例，因此类加载速度快，但运行时获取对象的速度慢
         */
        public class LazySingleton{
                // 静态的私有成员， 类加载时初始默认为null
                private static LazySingleton instance = null;

                // 私有的无参构造器
                private LazySingleton(){
                        System.out.println("LazySingleton is created.");
                }

                // 开放的静态同步方法，用来获取单例对象
                public static synchronized LazySingleton getInstance(){
                    if(instance == null){
                            instance = new LazySingleton();
                    }
                    return instance;
                }

        }