设计模式

设计模式：

单例模式：

核心作用：保证一个类只有一个实例，并且提供一个访问该实例的全局访问点。
常见的应用场景：

• 任务管理器
• 回收站：在整个系统运行过程中，回收站一直维护着仅有的一个实例。
• 项目中，读取配置文件的类，一般也只有一个对象。没有必要每次使用配置文件数据，每次new一个对象。
• 网站的计数器，一般也是采用单例模式实现，否则难以同步。
• 应用程序的日志文件，一般都使用单例模式实现，这一般是由于共享的日志文件一直处于打开状态，因为只能有一个实例去操作，否则内容不好追加。
• 数据库连接池的设计一般也是采用单例模式，因为数据库连接是一种数据库资源。
• 操作系统的文件系统，也是大的单例模式实现的具体例子，一个操作系统只能有一个文件系统。
• Application也是一个单例的典型应用
• 在spring中，每个bean默认就是单例的，这样做的优点是Spring容器可以管理。
• 在servlet编程中，每个servlet也是单例
• 在spring MVC框架中，控制器对象也是单例
  单例模式的优点：
• 由于单例模式只生成一个实例，减少了系统性能开销，当一个对象的产生需要比较多的资源时，如读取配置文件、产生其依赖对象时，则可以通过在应用启动时直接产生一个单例对象，然后永久驻留内存的方式来解决。
• 单例模式可以在系统设置全局变量的访问点，优化共享资源访问，例如可以设计一个单例类，负责所有数据表的映射处理。
  常见的五种单例模式实现方式：
• 主要
  饿汉式（线程安全，调用效率高。但是，不能延时加载。）
  懒汉式（线程安全，调用效率不高。但是，可以延时加载。）
• 其他
  双重检测锁式（由于JVM底层内部模型原因，偶尔会出现问题。不建议使用）
  静态内部类式（线程安全，调用效率高。但是，可以延时加载）
  枚举单例（线程安全，调用效率高，不能延时加载）
  饿汉式实现

package singleton;
/**
测试饿汉式单例测试
public class SingletonDemo1 {
//类初始化时，立即加载（没有延时加载的优势）。这个对象加载类时，天然的是线程安全的！
private static SingletonDemo1 instance = new SingletonDemo1();
private SingletonDemo1(){
}
//方法没有同步，调用效率高！
public static SingletonDemo1 getInstance(){
return instance;
}
}

• 饿汉式单例模式代码中，static变量会在类装载时初始化，此时也不会涉及到多个线程对象访问该对象的问题。虚拟机保证只会装载一次该类，肯定不会发生并发访问的问题 。因此，可以省略synchronized关键字。
• 问题：如果只是加载本类，而不是调用getInstance(),甚至永远没有调用，则会造成资源浪费！
  懒汉模式实现（单例对象延迟加载）

package singleton;
//测试懒汉式单例测试
public class SingletonDemo2 {
//类初始化时，不初始化这个对象（延时加载，真正用的时候再去创建）。
private static SingletonDemo2 s;
private SingletonDemo2(){ //私有化构造器
}
//方法没有同步，调用效率低！
public static synchronized SingletonDemo2 getInstance(){
if(s==null){
s = new SingletonDemo2();
}
return s;
}
}

• 要点：lazy load！ 延时加载，懒加载！真正用的时候才加载！
• 问题：资源利用率高了。但是，每次调用getInstance（）方法都要同步，并发效率较低。
  双重检测锁实现
• 问题：由于编译器优化原因和JVM底层内部模型原因，偶尔会出问题。不建议使用。
  静态内部类实现方式（也是一种懒加载方式）

package singleton;
//静态内部类实现方式单例测试
public class SingletonDemo4 {
private static class SingletonClassInstance{
private static SingletonDemo4 instance = new SingletonDemo4();
}
public static SingletonDemo4 getInstance(){
return SingletonClassInstance.instance;
}
private SingletonDemo4(){
}
}

• 要点：
  外部类没有static属性，则不会像饿汉式那样立即加载对象。
  只有真正调用getInstance(),才会加载静态内部类。加载类时是线程安全的。instance是static final类 型，保证了内存中只有这样一个实例存在，而且只能被赋值一次，从而保证了线程安全性。
  兼并了并发高效调用和延迟加载的优势！
  枚举单例
• 线程安全，调用效率高，不能延时加载。可以天然的防止反射和反序列化漏洞！
  如何选用合适的方式实现单例模式：
• 单例对象 占用资源少且不需要延时加载时：枚举单例优于饿汉式
• 单例对象 占用资源大且需要延时加载时：内部静态类优于懒汉式