什么是单例模式？单例模式有什么作用？为什么要用单例模式

￡神魔★判官ぃ 2022-05-09 09:28 256阅读 0赞

# 单例模式 #

单例模式（Singleton Pattern）是 Java 中最简单的设计模式之一。这种类型的设计模式属于创建型模式，它提供了一种创建对象的最佳方式。

这种模式涉及到一个单一的类，该类负责创建自己的对象，同时确保只有单个对象被创建。这个类提供了一种访问其唯一的对象的方式，可以直接访问，不需要实例化该类的对象。

**注意：**

*  1、单例类只能有一个实例。
 *  2、单例类必须自己创建自己的唯一实例。
 *  3、单例类必须给所有其他对象提供这一实例。

# 介绍 #

**意图：**保证一个类仅有一个实例，并提供一个访问它的全局访问点。

**主要解决：**一个全局使用的类频繁地创建与销毁。

**何时使用：**当您想控制实例数目，节省系统资源的时候。

**如何解决：**判断系统是否已经有这个单例，如果有则返回，如果没有则创建。

**关键代码：**构造函数是私有的。

**应用实例：** 1、一个党只能有一个书记。 2、Windows 是多进程多线程的，在操作一个文件的时候，就不可避免地出现多个进程或线程同时操作一个文件的现象，所以所有文件的处理必须通过唯一的实例来进行。 3、一些设备管理器常常设计为单例模式，比如一个电脑有两台打印机，在输出的时候就要处理不能两台打印机打印同一个文件。

**优点：** 1、在内存里只有一个实例，减少了内存的开销，尤其是频繁的创建和销毁实例（比如管理学院首页页面缓存）。 2、避免对资源的多重占用（比如写文件操作）。

**缺点：**没有接口，不能继承，与单一职责原则冲突，一个类应该只关心内部逻辑，而不关心外面怎么样来实例化。

**使用场景：** 1、要求生产唯一序列号。 2、WEB 中的计数器，不用每次刷新都在数据库里加一次，用单例先缓存起来。 3、创建的一个对象需要消耗的资源过多，比如 I/O 与数据库的连接等。

**注意事项：**getInstance() 方法中需要使用同步锁 synchronized (Singleton.class) 防止多线程同时进入造成 instance 被多次实例化。

# 为什么要用单例模式？ #

public class Printer {
        private static Printer printer =null;//创建一个私有的全局变量
        /*
         * 如果有多线程并发访问时，上锁，让其排队等候，一次只能一人用。
         */
        public static synchronized Printer getPrinter(){
            if(printer==null){//如果为空，创建本实例
                printer = new Printer();
            }
            return printer;
        }
        /*
         * 构造私有化，保证在系统的使用中，只有一个实例
         */
        private Printer(){
            
        }
    }

从代码上来分析，单例模式，首先向外提供了一个可被访问的实例化的对象，如果没有此对象时，该printer类创建一个。如果遇到多线程并发访问，加上关键字Synchronized，上锁让没有持有该对象的类处于等待状态。当前持有该printer的线程任务结束之后，处于等待中的线程才能逐个去持有该实例，去操作其方法。这样的一个过程 在编程中被称为单例模式。  
如果在系统中不使用单例模式的话，在碰到多线程访问的时候，printer就会给要请求的类，分别在内存中new出一个printer对象，让这些请求的类去做print方法。这样大量占有内存，就会导致系统运行变慢，像电脑的CPU一样，占有量极高，电脑卡死不动的感觉。因为系统的硬件设施需求变动量小，所以只能想出一个节约成本 的方法就是，单例模式，让多线程处于等待的状态，一个 一个的去解决，这样，即节约内存，提交了运行的成本。也就是单例存在的意义。