目录

1、设计模式简介

2、什么是单例模式

3、单例模式应用场合

4、单例模式作用

5、单例模式3个要点/要素

6、单例模式的实现思路

7、单利模式的实现原则和过程

8、单例模式有三种实现方式

9、怎么区分饿汉和懒汉模式？

10、单例模式需要注意的地方

11、单例模式的优点

12、单例模式的缺点

参考资料：

https://www.imooc.com/video/1772

https://www.cnblogs.com/damsoft/p/6105122.html

单例模式实践代码

1、设计模式简介

设计模式是前辈们在多年开发工作中经验的总结，可以提高代码的可重用性、可靠性和规范性，让代码更容易理解，而单例模式是在Java中最重要、最简单、最常用的设计模式之一。

2、什么是单例模式

定义一

确保一个类之后一个实例，而且自行实例化并向整个系统提供这个实例，这个类称为单例类，提供了全局访问的方法。单例模式是一种对象创建型模式。




定义二

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。

3、单例模式应用场合

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RecycleBin（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.

4、单例模式作用

保证整个应用程序中某个实例有且只有一个；

5、单例模式3个要点/要素

1.某个类只能有一个实例

2.它必须自行创建这个实例

3.它必须自行向整个系统提供这个实例

换一种说法：

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

6、单例模式的实现思路

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。

7、单利模式的实现原则和过程

（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）

8、单例模式有三种实现方式

1.饿汉式单例（Eager Singleton）

在类初始化的时候，创建对象，这种方式是线程安全的，在程序运行期间就这一个对象。

2.懒汉式单例（Layz Singleton）

懒汉式是在第一次使用时才创建对象，但是如果在多线程环境中要考虑线程安全问题。

3.Initialization on Demand Holder(IoDH) 技术（注：有的面向对象语言不支持）



懒汉模式代码Demo

/**
 * @ClassName LazySingleton  <br>
 * @Description 懒汉模式
 **/
public class LazySingleton {
    //1.将构造方式私有化，不允许外边直接创建对象
    private LazySingleton() {
    }

    //2.声明类的唯一实例，使用private static修饰
    private static LazySingleton lazySingletonInstance;

    //只是声明了类的实例，并没有实例化，如果外面通过getInstance()来获取的时候，明显该实例是空的——》咋办呢？——》getLazySingletonInstance()
    /**
     * 3.提供一个用于获取实例的方法，使用public static修饰
     * Description: 当用户获取类的实例时，做一个判断，若实例为空则创建一个实例，若不为空则直接返回实例：
     */
    public static LazySingleton getLazySingletonInstance() {
        if (lazySingletonInstance == null) {
            lazySingletonInstance = new LazySingleton();
        }
        return lazySingletonInstance;
    }
}

其他代码略，如有需要请至：单例模式实践代码

测试代码
注：测试代码中可以看到饿汉模式

/**
 * @ClassName SingletonTest  <br>
 * @Description 无论获取多少次Singleton，他们实际上都是一个实例，指向同一个对象，这样就保证了单个实例
 * 为了安全，控制访问，不允许外部直接访问类的成员变量：
 **/

public class SingletonTest {
    public static void main(String[] args) {
//        ****** 饿汉模式start ******
        Singleton singleton1 = Singleton.getInstance();
        Singleton singleton2 = Singleton.getInstance();
        //获取2个实例后，想看看这两个实例是否是同一个实例
        if (singleton1 == singleton2) {
            System.out.println("singleton1,singleton2是同一个实例");
        } else {
            System.out.println("singleton1,singleton2不是同一个实例");
        }
//        ****** 饿汉模式end ******

//        ****** 懒汉模式start ******
        LazySingleton lazySingleton1 = LazySingleton.getLazySingletonInstance();
        LazySingleton lazySingleton2 = LazySingleton.getLazySingletonInstance();
        if (lazySingleton1 == lazySingleton2) {
            System.out.println("lazySingleton1,lazySingleton2是同一个实例");
        } else {
            System.out.println("lazySingleton1,lazySingleton2不是同一个实例");
        }
//        ****** 懒汉模式end ******
    }
}

测试结果：

singleton1,singleton2是同一个实例
lazySingleton1,lazySingleton2是同一个实例

9、怎么区分饿汉和懒汉模式？

饿汉：饿了，饥不择食，系统一运行就创建对象，不考虑太多的问题

懒汉：就是懒，就是不想创建对象，即使运行创建对象，也要说一大堆的问题，什么多线程、安全，对象重复等问题。总之一句话：懒，就是不想创建。

10、单例模式需要注意的地方

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)。

（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）

11、单例模式的优点

(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。

12、单例模式的缺点

（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。