设计模式之单例模式

简介

单例模式（Singleton Pattern）是 Java 中最简单的设计模式之一。这种类型的设计模式属于创建型模式，它提供了一种创建对象的最佳方式。
这种模式涉及到一个单一的类，该类负责创建自己的对象，同时确保只有单个对象被创建。这个类提供了一种访问其唯一的对象的方式，可以直接访问，不需要实例化该类的对象。
注意：

• 1、单例类只能有一个实例。
• 2、单例类必须自己创建自己的唯一实例。
• 3、单例类必须给所有其他对象提供这一实例。

优点： 1、在内存里只有一个实例，减少了内存的开销，尤其是频繁的创建和销毁实例（比如管理学院首页页面缓存）。
2、避免对资源的多重占用（比如写文件操作）。
缺点：没有接口，不能继承，与单一职责原则冲突，一个类应该只关心内部逻辑，而不关心外面怎么样来实例化。

通用类图

Java方法实现

public class SingleObject {

        //创建一个SingletonObject对象
        private static final SingleObject instance = new SingleObject();;


        /**
         * 将构造方法私有化，使其无法被实例化
         */
        private SingleObject() {
        }
        /**
         * @return 返回唯一可用的对象
         */
        public static SingleObject getInstance() {
            return instance;
        }
        public void doSomething() {
            System.out.println("Hello Singleton!!");
        }

    }

    //调用类
    public class SingletonPatternDemo {

        /**
         * @return
         */
        public static void main(String[] args) {
            //实例化SingletonObject将会报错
            //SingleObject singleObject = new SingleObject();
            //获取唯一可用的对象
            SingleObject instance = SingleObject.getInstance();
            //调用方法
            instance.doSomething();
        }

    }

在Java中，由于Java语言的特点，使得java中单例模式有两种形式：

• 饿汉式：类加载时，就进行对象实例化。
• 懒汉式：第一次引用类时，才进行对象实例化。

饿汉式

这种方式比较常用，但容易产生垃圾对象。

• 优点：没有加锁，执行效率会提高。
• 缺点：类加载时就初始化，浪费内存。

java实现

public class Singleton {  
        private static Singleton instance = new Singleton();  
        private Singleton (){}  
        public static Singleton getInstance() {  
        return instance;  
        }  
    }

懒汉式

这种方式具备很好的 lazy loading，能够在多线程中很好的工作，但是，效率很低，99% 情况下不需要同步。

• 优点：第一次调用才初始化，避免内存浪费。
• 缺点：必须加锁 synchronized 才能保证单例，但加锁会影响效率。

懒汉式单例是线程不安全，需要使用synchronized关键字使其同步

java实现

public class Singleton {  
        private static Singleton instance;  
        private Singleton (){}  
        synchronized public static Singleton getInstance() {  
        if (instance == null) {  
            instance = new Singleton();  
        }  
        return instance;  
        }  
    }

比较

1. 饿汉式单例类在被加载的额时实例化，而懒汉式在单例类第一次引用时实例化；
2. 从资源利用效率上说，饿汉式单例类要差一点，但从速度和反应时间角度来讲，饿汉式则比懒汉式稍好些；
3. 饿汉式可以在Java中实现，但不易在c++中实现。