单例模式

建造型设计模式

简要定义

确保一个类还有一个实例,能够提供一个全局访问点.

实现方法

public class Singleton{
    private static Singleton unipueInstance;// 利用静态变量记录唯一实例
    //其他有用变量
    private Singleton(){}  //把构造器声明为私有,只有Singleleton才能调用

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

多线程处理

多线程可能会实例化多个uniqueInstance

改善多线程

• "急切"创建实例,而不是延迟实例化(适用于创建和运行时该方面的负担不太繁重)

public class Singleton{
    private static Singleton unipueInstance = new Singleton();

    private Singleton(){} 

    public static Singleton getInstance(){
        return uniqueInstance;
    }
}

• 使用"双重检查加锁"

public class Singleton{
    private volatile static Singleton unipueInstance;
    //其他有用变量
    private Singleton(){}  //把构造器声明为私有,只有Singleleton才能调用

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

优缺点

优点

• 可以避免对共享资源的多重占用
• 因为单例模式在系统内存中只存在一个对象, 因此可以节约系统资源.
• 使用方便

缺点

• 如果同一对象要在不同的用例场景发生变化是, 单例模式不能保存彼此状态
• 由于构造方法是私有的, 因此该类不能被继承, 因此, 单例模式的拓展有一定的困难
• 介于某些语言(java c#)的运行环境提供了自动垃圾回收的技术, 如果是实例化的对象长时间不被使用, 系统会默认销毁对象, 并回收资源, 这样会导致对象状态的丢失.
  注: 官方文档: c# 内存管理与垃圾回收机制 实现Dispose方法
  CSDN C#对象销毁与垃圾回收

使用场景

单例模式应用的场景一般发现在以下条件下：
　　（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。

具体应用

• 管理器类
• 网页计数器
• 多线程的线程池

关于volatile 关键字

Java提供了volatile关键字来保证可见性。
　　当一个共享变量被volatile修饰时，它会保证修改的值会立即被更新到主存，当有其他线程需要读取时，它会去内存中读取新值。
　　而普通的共享变量不能保证可见性，因为普通共享变量被修改之后，什么时候被写入主存是不确定的，当其他线程去读取时，此时内存中可能还是原来的旧值，因此无法保证可见性。