自我表扬:《Dubbo 实现原理与源码解析 —— 精品合集》
表扬自己:《D数据库实体设计合集》

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有时候某些对象我们只需要一个,如:线程池、缓存、对话框等等,对于这类对象我们只能有一个实例,如果我们制造出多个实例,就会导致很多问题产生。

但是我们怎样才能保证一个类只有一个实例并且能够便于访问?这里我们想到了全局变量,全局变量确实是可以

保证该类可以随时访问,但是它很难解决只有一个实例问题。最好的办法就是让该自身来负责保存它的唯一实例。这个类必须要保证没有其他类来创建它。这里我们可以将其构造方法私有化。即

1 Public MyClass{
2 PrivateMyClass(){}
3 }

含有私有化构造器的类就能保证它不能被其他类实例化了。但是我们如何来获取这个实例化类呢?提供一个方法用于返回该类的实例对象即可实现。

1 public class MyClass {
2 private MyClass(){
3
4 }
5
6 public static MyClass getInstance(){
7 return new MyClass();
8 }
9 }

一、基本定义

通过上面简单介绍,我们可以对单例模式有一个简单的认识。所谓单例模式就是确保某一个类只有一个实例,并且提供一个全局访问点。

从上面可以看出单例模式有如下几个特点:

  • 一、它只有一个实例。

  • 二、它必须要自行实例化。

  • 三、它必须自行想整个系统提供访问点。

二、模式结构

img

单例模式可以说是最简单的设计模式了,它仅有一个角色Singleton。

  • Singleton:单例。

三、模式实现

 1 public class Singleton {
2 //利用静态变量来记录Singleton的唯一实例
3 private static Singleton uniqueInstance;
4
5 /*
6 * 构造器私有化,只有Singleton类内才可以调用构造器
7 */
8 private Singleton(){
9
10 }
11
12 public static Singleton getInstance(){
13 if(uniqueInstance == null){
14 uniqueInstance = new Singleton();
15 }
16
17 return uniqueInstance;
18 }
19
20 }

在《Head First》有这样一个场景,就是说有两个线程都要执行这段代码,很有可能会产生两个实例对象。如下图:

img

这里有三种解决方案。

  • 第一、 使用synchronized来处理。也就是说将getInstance()方法变成同步方法即可。
 1 public class Singleton {
2 //利用静态变量来记录Singleton的唯一实例
3 private static Singleton uniqueInstance;
4
5 /*
6 * 构造器私有化,只有Singleton类内才可以调用构造器
7 */
8 private Singleton(){
9
10 }
11
12 public static synchronized Singleton getInstance(){
13 if(uniqueInstance == null){
14 uniqueInstance = new Singleton();
15 }
16
17 return uniqueInstance;
18 }
19
20 }
  • 第二、 直接初始化静态变量。这样就保证了线程安全。
 1 public class Singleton {
2 /*
3 * 利用静态变量来记录Singleton的唯一实例
4 * 直接初始化静态变量,这样就可以确保线程安全了
5 */
6 private static Singleton uniqueInstance = new Singleton();
7
8 /*
9 * 构造器私有化,只有Singleton类内才可以调用构造器
10 */
11 private Singleton(){
12
13 }
14
15 public static Singleton getInstance(){
16 return uniqueInstance;
17 }
18
19 }
  • 第三、 用“双重检查加锁”,在getInstance()中减少使用同步。
 1 public class Singleton {
2 /*
3 * 利用静态变量来记录Singleton的唯一实例
4 * volatile 关键字确保:当uniqueInstance变量被初始化成Singleton实例时,
5 * 多个线程正确地处理uniqueInstance变量
6 *
7 */
8 private volatile static Singleton uniqueInstance;
9
10 /*
11 * 构造器私有化,只有Singleton类内才可以调用构造器
12 */
13 private Singleton(){
14
15 }
16
17 /*
18 *
19 * 检查实例,如果不存在,就进入同步区域
20 */
21 public static Singleton getInstance(){
22 if(uniqueInstance == null){
23 synchronized(Singleton.class){ //进入同步区域
24 if(uniqueInstance == null){ //在检查一次,如果为null,则创建
25 uniqueInstance = new Singleton();
26 }
27 }
28 }
29
30 return uniqueInstance;
31 }
32
33 }

在这里是首先检查是否实例已经创建了,如果尚未创建,才会进行同步。这样一来。只有第一次会同步。

四、模式优缺点

优点

  • 一、节约了系统资源。由于系统中只存在一个实例对象,对与一些需要频繁创建和销毁对象的系统而言,单

例模式无疑节约了系统资源和提高了系统的性能。

  • 二、因为单例类封装了它的唯一实例,所以它可以严格控制客户怎样以及何时访问它。

缺点

  • 一、由于单例模式中没有抽象层,因此单例类的扩展有很大的困难。

  • 二、单例类的职责过重,在一定程度上违背了“单一职责原则”。

五、模式使用场景

下列几种情况可以使用单例模式。

  • 一、系统只需要一个实例对象,如系统要求提供一个唯一的序列号生成器,或者需要考虑资源消耗太大而只允许创建一个对象。

  • 二、客户调用类的单个实例只允许使用一个公共访问点,除了该公共访问点,不能通过其他途径访问该实例。

六、总结

  • 1、单例模式中确保程序中一个类最多只有一个实例。

  • 2、单例模式的构造器是私有了,而且它必须要提供实例的全局访问点。

  • 3、单例模式可能会因为多线程的问题而带来安全隐患。

666. 彩蛋

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文章目录
  1. 1. 一、基本定义
  2. 2. 二、模式结构
  3. 3. 三、模式实现
  4. 4. 四、模式优缺点
    1. 4.1. 优点
    2. 4.2. 缺点
  5. 5. 五、模式使用场景
  6. 6. 下列几种情况可以使用单例模式。
  7. 7. 六、总结
  8. 8. 666. 彩蛋