单例的设计模式

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使用getInstance()方法的原因及作用

先举例说明：
下面是一个例子，为什么要把这个类实例化？有什么好处？

//实例化

public static DBConnect instance;

public static DBConnect getInstance(){

if(instance == null){

instance = new DBconnect();

}

return instance;

}

总的来说：这是单例模式，一般用于比较大，复杂的对象，只初始化一次，应该还有一个private的构造函数，使得不能用new来实例化对象，只能调用getInstance方法来得到对象，而getInstance保证了每次调用都返回相同的对象。

详细解释一下：对象的实例化方法，也是比较多的，最常用的方法是直接使用new，而这是最普通的，如果要考虑到其它的需要，如单实例模式，层次间调用等等。
*直接使用new就不能实现好的，这时候需要使用间接使用new，即getInstance方法。这是一个设计方式的代表，而不仅仅指代一个方法名。

1. new的使用:

   如Object _object = new Object()，这时候，就必须要知道有第二个Object的存在，而第二个Object也常常是在当前的应用程序域中的，
   可以被直接调用的

2. GetInstance的使用:

• 在主开始时调用，返回一个实例化对象，此对象是static的，在内存中保留着它的引用，即内存中有一块区域专门用来存放静态方法和变量，
• 可以直接使用，调用多次返回同一个对象。

3.两者区别对照:

• 大部分类(非抽象类/接口/屏蔽了constructor的类)都可以用new，new就是通过生产一个新的实例对象，或者在栈上声明一个对象 ，每部分的调用
• 用的都是一个新的对象。
• getInstance是少部分类才有的一个方法，各自的实现也不同。
• getInstance在单例模式(保证一个类仅有一个实例，并提供一个访问它的访问点)的类中常见，用来生成唯一的实例，getInstance往往是static的。
• • (1) 对象使用之前通过getInstance得到而不需要自己定义，用完之后不需要delete；
  • (2)new 一定要生成一个新对象，分配内存；getInstance() 则不一定要再次创建，它可以把一个已存在的引用给你使用，这在效能上优于new；
  • (3) new创建后只能当次使用，而getInstance()可以跨栈区域使用，或者远程跨区域使用。所以getInstance()通常是创建static静态实例方法的。
• • 总结：
• getInstance这个方法在单例模式用的甚多，为了避免对内存造成浪费，直到需要实例化该类的时候才将其实例化，所以用getInstance来获取该对象，
• 至于其他时候，也就是为了简便而已，为了不让程序在实例化对象的时候，不用每次都用new，索性提供一个instance方法，不必一执行这个类就
• 初始化，这样做到不浪费系统资源！单例模式 可以防止 数据的冲突，节省内存空间

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单例模式的优缺点和使用场景

首先介绍一下单例模式：
单例模式（Singleton），也叫单子模式，是一种常用的软件设计模式。在应用这个模式时，单例对象的类必须保证只有一个实例存在。许多时候整个系统只需要拥有一个的全局对象，这样有利于我们协调系统整体的行为。比如在某个服务器程序中，该服务器的配置信息存放在一个文件中，这些配置数据由一个单例对象统一读取，然后服务进程中的其他对象再通过这个单例对象获取这些配置信息。这种方式简化了在复杂环境下的配置管理。

实现单例模式的思路是：
一个类能返回对象一个引用(永远是同一个)和一个获得该实例的方法（必须是静态方法，通常使用getInstance这个名 称）；当我们调用这个方法时，如果类持有的引用不为空就返回这个引用，如果类保持的引用为空就创建该类的实例并将实例的引用赋予该类保持的引用；同时我们 还将该类的构造函数定义为私有方法，这样其他处的代码就无法通过调用该类的构造函数来实例化该类的对象，只有通过该类提供的静态方法来得到该类的唯一实例。

需要注意的地方：
单例模式在多线程的 应用场合下必须小心使用。如果当唯一实例尚未创建时，有两个线程同时调用创建方法，那么它们同时没有检测到唯一实例的存在，从而同时各自创建了一个实例， 这样就有两个实例被构造出来，从而违反了单例模式中实例唯一的原则。 解决这个问题的办法是为指示类是否已经实例化的变量提供一个互斥锁(虽然这样会降低效率)。

优点：
1.在单例模式中，活动的单例只有一个实例，对单例类的所有实例化得到的都是相同的一个实例。这样就 防止其它对象对自己的实例化，确保所有的对象都访问一个实例
2.单例模式具有一定的伸缩性，类自己来控制实例化进程，类就在改变实例化进程上有相应的伸缩性。
3.提供了对唯一实例的受控访问。
4.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，当 需要频繁创建和销毁的对象时单例模式无疑可以提高系统的性能。
5.允许可变数目的实例。
6.避免对共享资源的多重占用。
缺点：
1.不适用于变化的对象，如果同一类型的对象总是要在不同的用例场景发生变化，单例就会引起数据的错误，不能保存彼此的状态。
2.由于单利模式中没有抽象层，因此单例类的扩展有很大的困难。
3.单例类的职责过重，在一定程度上违背了“单一职责原则”。
4.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的单例类，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；如果实例化的对象长时间不被利用，系统会认为是垃圾而被回收，这将导致对象状态的丢失。
使用注意事项：
1.使用时不能用反射模式创建单例，否则会实例化一个新的对象
2.使用懒单例模式时注意线程安全问题
3.饿单例模式和懒单例模式构造方法都是私有的，因而是不能被继承的，有些单例模式可以被继承（如登记式模式）
适用场景：
单例模式只允许创建一个对象，因此节省内存，加快对象访问速度，因此对象需要被公用的场合适合使用，如多个模块使用同一个数据源连接对象等等。如：
1.需要频繁实例化然后销毁的对象。
2.创建对象时耗时过多或者耗资源过多，但又经常用到的对象。
3.有状态的工具类对象。
4.频繁访问数据库或文件的对象。
以下都是单例模式的经典使用场景：
1.资源共享的情况下，避免由于资源操作时导致的性能或损耗等。如上述中的日志文件，应用配置。
2.控制资源的情况下，方便资源之间的互相通信。如线程池等。
应用场景举例：
1.外部资源：每台计算机有若干个打印机，但只能有一个PrinterSpooler，以避免两个打印作业同时输出到打印机。内部资源：大多数软件都有一个（或多个）属性文件存放系统配置，这样的系统应该有一个对象管理这些属性文件
2. Windows的Task Manager（任务管理器）就是很典型的单例模式（这个很熟悉吧），想想看，是不是呢，你能打开两个windows task manager吗？ 不信你自己试试看哦~
3. windows的Recycle Bin（回收站）也是典型的单例应用。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。
4. 网站的计数器，一般也是采用单例模式实现，否则难以同步。
5. 应用程序的日志应用，一般都何用单例模式实现，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。
6. Web应用的配置对象的读取，一般也应用单例模式，这个是由于配置文件是共享的资源。
7. 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。数据库软件系统中使用数据库连接池，主要是节省打开或者关闭数据库连接所引起的效率损耗，这种效率上的损耗还是非常昂贵的，因为何用单例模式来维护，就可以大大降低这种损耗。
8. 多线程的线程池的设计一般也是采用单例模式，这是由于线程池要方便对池中的线程进行控制。
9. 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。
10. HttpApplication 也是单位例的典型应用。熟悉ASP.Net(IIS)的整个请求生命周期的人应该知道HttpApplication也是单例模式，所有的HttpModule都共享一个HttpApplication实例.
　　
实现单利模式的原则和过程：
1.单例模式：确保一个类只有一个实例，自行实例化并向系统提供这个实例
2.单例模式分类：饿单例模式（类加载时实例化一个对象给自己的引用），懒单例模式（调用取得实例的方法如getInstance时才会实例化对象）（java中饿单例模式性能优于懒单例模式，c++中一般使用懒单例模式）
3.单例模式要素：
a.私有构造方法
b.私有静态引用指向自己实例
c.以自己实例为返回值的公有静态方法

饿汉式：单例实例在类装载时就构建，急切初始化。（预先加载法）

package com.foreknow.singletondemo;
/**
 * 常用的单例模式
 * @author L
 *
 */

public class Singletondemo1 {
      //提供一个私有化的构造器
      private Singletondemo1() {}
      //在类的内部定义一个实例，注意是private只供内部调用
      private static Singletondemo1 instance=new Singletondemo1();
      //提供一个外部访问本class的静态方法，可以直接访问
      public static Singletondemo1 getinstance() {
          System.out.println("这是Singletondemo1中输出的");
          return instance;
      }
}

text 测试类

package com.foreknow.daoli;

public class test {
public static void main(String[] args) {
Singletondemo1.getinstance();  
}

}

输出结果：

在这里插入图片描述

考虑多线程互斥锁：

package com.foreknow.singletondemo;

public class Singletondemo2 {
      private static Singletondemo2 instance=null;
      public static synchronized Singletondemo2 getinstance() {
          //这个方法比第一种方法有所改进，不用每次都进行生成对象，知识第一次使用是生成实例       
          if(instance==null) {
              instance=new Singletondemo2();
          }
          System.out.println("这是Singletondemo2中输出的");
        return instance;
      }
}