设计模式之单例模式(Singleton Pattern)

小咪咪 2022-05-12 14:26 200阅读 0赞

*  单例模式的定义  
    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唯一实例。
 *  单例模式的通用类图  
    ![在这里插入图片描述][70]
 *  单例模式通用代码

/**
     * 单例模式通用代码
     * 
     * @author cm_wang
     *
     */
    public class SingletonPattern {
    
    	private static final SingletonPattern singletonPattern = new SingletonPattern();
    
    	// 私有的构造方法，为了限制产生多个对象
    	private SingletonPattern() {
    	}
    	
    	/**
    	 * 通过这个方法获得对象唯一实例
    	 * 
    	 * @return
    	 */
    	public static SingletonPattern getSingleton() {
    		return singletonPattern;
    	}
    }

*  正如上面的代码所述一样，单例模式有两个要素要记得
    
     *  私有的构造方法。为了防止系统中出现多个实例，保证该实例的唯一性。
     *  以自己实例为返回值的静态的公有的方法。外部会通过这个方法来获取该对象的唯一实例。
 *  单例模式会根据实例化对象时机的不同分为两种：一种是`饿汉式单例`，一种是懒`汉式单例`。饿汉式单例和懒汉式单例的区别是：`饿汉式单例在单例类被加载时候，就实例化一个对象交给自己的引用；而懒汉式单例在调用取得实例方法的时候才会实例化对象`。
 *  饿汉式单例代码，正如`单例模式通用代码`一样，这里略。
 *  懒汉式单例代码

/**
     * 懒汉式单例
     * 
     * @author cm_wang
     *
     */
    public class SingletonPattern {
    
    	private static SingletonPattern singletonPattern;
    	
    	private SingletonPattern(){}
    	
    	public static synchronized SingletonPattern getInstance(){
    		if(singletonPattern==null){
    			singletonPattern = new SingletonPattern();
    		}
    		return singletonPattern;
    	}
    }

细心的小伙伴已经发现`getInstance()`加了`synchronized`关键字。是因为在多线程的环境下，单例模式会出现`线程不安全`的问题，这个时候就需要考虑线程同步。假设线程A执行到`singletonPattern = new SingletonPattern();`，但是此时没有获取到对象（毕竟对象的实例化是需要实现的），这个时候线程B也在执行，执行到`if(singletonPattern==null)`，线程B就会判断为`true`，继续运行下去，这样子就会导致线程A和线程B一下自创建了两个对象，就违背了单例模式的思想，内存中就会存在两个实例。

*  双重校验版单例

/**
     * 双重校验版单例代码
     * 
     * @author cm_wang
     *
     */
    public class SingletonPattern {
    	private static SingletonPattern singletonPattern;
    	
    	private SingletonPattern() {}
    	
    	public static SingletonPattern getInstance() {
    		if(singletonPattern == null) {
    			synchronized(SingletonPattern.class) {
    				if(singletonPattern == null) {
    					singletonPattern = new SingletonPattern();
    				}
    			}
    		}
    		return singletonPattern;
    	}
    }

*  单例模式的好处
    
     *  因为单例模式会保证内存中只有一个对象，减少内存的开销。
     *  单例模式无论是饿汉式还是懒汉式，都可以避免频繁的创建和销毁对象，可以提高程序的性能。
     *  单例模式是支持全局访问的。
     *  避免对程序的公共资源的占用和浪费。
 *  [枚举实现单例模式][Link 1]
 *  [拓展][Link 2]

参考书籍：`设计模式之禅`，`Head First设计模式`  
实例代码放在[这里][Link 3]。

[70]: /images/20220504/fe289a78664f4cba92c1e377962923bb.png
[Link 1]: https://segmentfault.com/q/1010000003732558
[Link 2]: https://blog.csdn.net/dmk877/article/details/50311791?utm_source=blogxgwz0
[Link 3]: https://github.com/BazookaW/DesignPattern