设计模式 - 单例模式

设计模式 - 单例模式

什么是单例模式

单例模式属于创建型模式，是设计模式中比较简单的模式。在单例模式中，单一的类负责创建自己的对象，同时确保只有单个对象被创建。保证一个类仅有一个实例，并提供一个访问它的全局访问点。

注意点

1. 构造方法私有化，让除了自己类中能创建外其他地方都不能创建
2. 在自己的类中创建一个单实例
3. 提供一个方法获取该实例对象（创建时需要进行方法同步）

优点

1. 在内存里只有一个实例，减少了内存的开销
2. 避免对资源的多重占用

实例

举个栗子：

1. 创建一个 SingleObjetc 类。

public class SingleObject {
    
    //创建 SingleObject 的一个对象
    private static SingleObject instance = new SingleObject();

    //让构造函数为 private，这样该类就不会被实例化
    private SingleObject(){}

    //获取唯一可用的对象
    public static SingleObject getInstance(){
        return instance;
    }
    
    //显示信息
    public void showMessage(){
        System.out.println("Hello World!");
    }
}

2. 从 SingleObject 类中获取唯一对象

public class SingletonPatternDemo {
    public static void main(String[] args) {

        //这里我们就不应该用下面这条语句了
        //SingleObject object = new SingleObject();
        //因为构造函数 SingleObject() 是不可见的

        //获取唯一可用的对象
        SingleObject object = SingleObject.getInstance();

        //显示消息
        object.showMessage();

    }
}

3. 输出

Hello World!

单例模式的几种实现方式

懒汉式

懒汉式是需要的时候才创建单实例（加入了成员变量是否为空的判断语句）。

懒汉式又分为线程安全和线程不安全的实现方式。

1. 懒汉式（线程不安全）

线程不安全的实现方式是基本的实现方式，但是这种实现最大的问题就是不支持多线程。因为没有加锁 synchronized。

public class Singleton {
    private static Singleton instance;
    private Singleton() {};

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

2. 懒汉式，线程安全

使用 synchronized 进行加锁，保证单例，但是加锁会影响效率，导致效率较低。

public class Singleton {
    private static Singleton instance;
    private Singleton() {};

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

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注意事项：
getInstance() 方法中需要使用同步锁 synchronized (Singleton.class) 防止多线程同时进入造成 instance 被多次实例化。

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饿汉式

接下来我们介绍另一种单例模式的实现方式 -- 饿汉式。

该实现方式是在类加载的时候就创建单实例。实现起来比较简单，比较常用，但会产生垃圾对象。

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

由于没有加锁，所以执行效率较高，但是由于类加载的时候就初始化，会浪费内存。