单例模式

定义

单例模式是一个比较简单的模式，定义如下：

Ensure a class has only one instance, and provide a global point of access to it.(确保某一个类只有一个实例，而且自行实例化并向整个系统提供这个实例)

单例模式类图

1.饿汉式

/**
* @Title: Singleton 
* @description: 单例模式-饿汉式 
*/
public class Singleton {
    private static final Singleton singleton=new Singleton();
    private Singleton() {
        //确保不产生多个对象
    }
    //通过getInstance方法获得实例对象
    public static Singleton getInstance() {
        return singleton;
    }
    //类中的方法尽量是static
    public static void doSomething() {
        System.out.println("This is a singleton.");
    }
}

2.懒汉式-线程不安全

/**
 * @Title: Singleton
 * @description: 单例模式-懒汉式
*/
public class Singleton {
    public static Singleton singleton;
    public Singleton() {
            }
    public static Singleton getSingleton() {
    if(singleton==null) {
        singleton=new Singleton();
    }
    return singleton;
    }
}

3.饿汉式——线程安全

线程不安全的单例模式在系统压力增大时内存中可能出现多个单例

/**
 * @Title: Singleton
 * @description: 单例模式-线程安全懒汉式
*/
public class Singleton {
    public static  Singleton singleton;
    public Singleton() {
            }
    public static synchronized Singleton getSingleton() {
        if(singleton==null) {
            singleton=new Singleton();
        }
        return singleton;
    }
}

4.静态内部类

/**
 * @Title: Singleton
 * @description:  
*/
public class Singleton {
    private static class SingletonHolder {
        private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
    }
    private Singleton() {
     }
    public static final Singleton getInstance() {
        return SingletonHolder.INSTANCE;
    }
}

5.单例模式扩展——多例模式

多例模式：

作为单例模式的拓展，我们可以在设计时决定在内存中有多少实例，方便系统进行拓展，修正单例模式可能存在的性能问题，提高系统的响应速度。例如读取文件，我们可以在系统启动时完成初始化工作，在内存中启动固定数量的reader实例，然后在需要读取文件时就可以快速响应。

import java.util.ArrayList;import java.util.Random;
/**
 * @Title: Singleton
 * @description:  
*/
public class Singleton {
    private static int maxNumOfSingleton=2;
    private static ArrayList<Singleton> singletonList=new ArrayList<Singleton>();
    private static ArrayList<String> nameList=new ArrayList<String>();
    private static int countNumOfSingleton=0;
    static {
        for(int i=0;i<maxNumOfSingleton;i++) {
            singletonList.add(new Singleton("皇"+(i+1)+"帝"));
        }
    }
    private Singleton() {
            }
    private Singleton(String name) {
        nameList.add(name);
    }
    public static Singleton getInstance() {
        Random random=new Random();
        countNumOfSingleton=random.nextInt(maxNumOfSingleton);
        return singletonList.get(countNumOfSingleton);
    }
    public void foo() {
        System.out.println(nameList.get(countNumOfSingleton));
    }
}

臣子参拜的过程:

/**
 * @Title: Minister
 * @description: 
*/
public class Minister {
     /**
     * @param args
     */
    public static void main(String[] args) {
        // TODO Auto-generated method stub
            int ministerNum=5;
            for(int i=0;i<ministerNum;i++) {
                Singleton singleton=Singleton.getInstance();
                System.out.print("第"+(i+1)+"个大臣参拜的是：");
                singleton.foo();
            }
    }
 }

单例模式的优点：

• 单例模式在内存中只有一个实例，减少了内存的开支，尤其在一个对象需要频繁创建销毁时，其优势十分明显
• 单例模式可以避免对资源的多重占用，如写文件操作
• 单例模式可以在系统设置全局的访问点，优化和共享资源访问

单例模式的缺点：

• 单例模式扩展很困难，若要扩展，除了修改代码基本上没有第二种途径可以实现。
• 单例模式对测试不利。
• 单例模式与单一职责原则有冲突。

单例模式的使用场景:

• 要求生成唯一序列号的环境
• 整个项目中需要一个共享访问点或共享数据，如Web页面上的计数器
• 创建一个对象需要消耗的资源过多，如访问IO和数据库等资源
• 需要定义大量的静态常量和静态方法的环境