设计模式-创建型模式之单例模式

定义

单例模式(Singleton Pattern):确保一个类只有一个实例,并提供一个全局访问点。

单例模式的要点有三个：一是某个类只能有一个实例；二是它必须自行创建这个实例；三是它必须自行向整个系统提供这个实例。单例模式是一种对象创建型模式。单例模式又名单件模式或单态模式。

解决问题

解决实例化对象的个数的问题，比如抽象工厂中的工厂、对象池等，除了Singleton之外，其他创建型模式解决的都是 new 所带来的耦合关系。

UML类图

singleton.png

例子

创建型模式-单例模式-饿汉式

package java.creativepatterns;

/**
* @author Armyone
* @date 2019/2/13 17:15
* @desc 创建型模式-单例模式-饿汉式
*/

public class SingletonPatternHungry {
  private static SingletonPatternHungry instance = new SingletonPatternHungry();

  private SingletonPatternHungry() {
  }

  public static SingletonPatternHungry getInstance() {
      return instance;
  }
}

创建型模式-单例模式-懒汉式-线程安全

package java.creativepatterns;

/**
 * @author Armyone
 * @date 2019/2/13 16:38
 * @desc 创建型模式-单例模式-懒汉式
 */

public class SingletonPatternLazy {
    private static SingletonPatternLazy instance;

    private SingletonPatternLazy() {
    }

    public static synchronized SingletonPatternLazy getInstance() {
        if (instance == null) {
            instance = new SingletonPatternLazy();
        }
        return instance;
    }
}

创建型模式-单例模式-双层锁定

package java.creativepatterns;

/**
 * @author Armyone
 * @date 2019/2/13 16:38
 * @desc 创建型模式-单例模式-双层锁定
 */

public class SingletonPatternDoubleCheck {
    private static volatile SingletonPatternDoubleCheck instance;

    private SingletonPatternDoubleCheck() {
    }

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

创建型模式-单例模式-静态内部类

package java.creativepatterns;

/**
 * @author Armyone
 * @date 2019/2/13 17:37
 * @desc 创建型模式-单例模式-静态内部类
 */

public class SingletonPatternStaticMethod {
    private SingletonPatternStaticMethod() {
    }

    private static class SingletonPatternStaticMethodHoler {
        private static SingletonPatternStaticMethod instance = new SingletonPatternStaticMethod();
    }

    public static SingletonPatternStaticMethod getInstance() {
        return SingletonPatternStaticMethodHoler.instance;
    }
}

优缺点

优点：

• 提供了对唯一实例的受控访问。因为单例类封装了它的唯一实例，所以它可以严格控制客户怎样以及何时访问它，并为设计及开发团队提供了共享的概念
• 由于在系统内存中只存在一个对象，因此可以节约系统资源，对于一些需要频繁创建和销毁的对象，单例模式无疑可以提高系统的性能
• 允许可变数目的实例。我们可以基于单例模式进行扩展，使用与单例控制相似的方法来获得指定个数的对象实例

缺点：

• 由于单例模式中没有抽象层，因此单例类的扩展有很大的困难
• 单例类的职责过重，在一定程度上违背了“单一职责原则”。因为单例类既充当了工厂角色，提供了工厂方法，同时又充当了产品角色，包含一些业务方法，将产品的创建和产品的本身的功能融合到一起。
• 滥用单例将带来一些负面问题，如为了节省资源将数据库连接池对象设计为单例类，可能会导致共享连接池对象的程序过多而出现连接池溢出；现在很多面向对象语言(如Java、C#)的运行环境都提供了自动垃圾回收的技术，因此，如果实例化的对象长时间不被利用，系统会认为它是垃圾，会自动销毁并回收资源，下次利用时又将重新实例化，这将导致对象状态的丢失

延伸