应用最广的模式——单例模式

Love The Way You Lie 2022-05-30 10:00 160阅读 0赞

# 1.单例模式定义 #

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。

# 2.单例模式使用场景 #

确保某个类有且只有一个对象的场景，避免产生多个对象消耗过多的资源，或者某种类型的对象只应该有且只有一个。例如，创建一个对象需要消耗的资源过多，如要访问IO和数据库等资源，这时要考虑使用单例模式。

# 3.单例模式UML图 #

![这里写图片描述][70]

# 4.单例模式实现 #

将构造函数私有化，并且通过静态方法获取一个唯一的实例，在这个获取过程中必须保证线程安全、防止反序列化导致重新生成实例对象等问题。

## 4.1饿汉模式 ##

public class Singleton {
        private static final Singleton singleton = new Singleton();
    
        private Singleton(){};
    
        public static Singleton getInstance(){
            return singleton;
        };
    }

## 4.2懒汉模式 ##

public class Singleton {
        private static Singleton instance ;
    
        private Singleton(){};
    
        public static synchronized Singleton getInstance(){
            if(instance!=null){
                instance = new Singleton();
            }
            return instance;
        };
    }

## 4.3Double Check Lock(DCL)实现单例（推荐使用） ##

DCL方式实现单例模式的优点是既能够在需要时才初始化单例，又能够保证线程安全，且单例对象初始化后调用getInstance不进行同步锁。但是在高并发场景比较复杂或者低于JDK6版本下使用可能会有DCL失效。

public class Singleton { 
        private volatile static Singleton sInstance = null;//volatile关键字确保instance对象每次都是总主内存中读取，volatile在JDK6以后才有的关键字
    
        private Singleton(){};
    
        public static synchronized Singleton getInstance(){
            if(sInstance ==null){
       //这一步判断为了避免不必要的同步
                synchronized (Singleton.class){
                    if(sInstance == null){
       //这一步判断为了在null情况下创建实例
                        sInstance = new Singleton();
                    }
                }
            }
            return sInstance;
        };
    }

## 4.4静态内部类单例模式（推荐） ##

public class Singleton {
        private Singleton(){};
    
        public static  Singleton getInstance(){
            return SingletonHolder.sInstance;
        };
    
        public static class SingletonHolder{
            private static final Singleton sInstance = new Singleton();
        }
    }

## 4.5枚举单例 ##

public enum SingletonEnum {
        INSTANCE;
        public void doSomething(){
            System.out.println("do sth.");
        }
    }

## 4.6使用容器管理单例模式 ##

在程序的初始，将多种单例类型注入到一个统一的管理类中，在使用时根据key获取对象对应类型的对象。这种方式使得我们可以管理多种类型的单例，并且在使用时可以通过统一的接口进行获取操作，降低了用户的使用成本，也对用户隐藏了具体实现，降低了耦合度。

public class SingletonManager {
        private static Map<String,Object> objectMap = new HashMap<String,Object>();
    
        private SingletonManager(){}
    
        public static void registerService(String key,Object instance){
            if(!objectMap.containsKey(key)){
                objectMap.put(key,instance);
            }
        }
    
        public static Object getService(String key){
            return objectMap.get(key);
        }
    }

# 5.总结 #

单例模式是运用频率很高的模式，但是，由于客户端通常没有高并发的情况，因此，选择哪种实现方式并不会有太大的影响。即便如此，处于效率考虑，推荐使用DCL和静态内部类方式实现单例。

**优点**  
1. 由于单例模式在内存中只有一个实例，减少了内存开支，特别是一个对象需要频繁地创建、销毁时，而且创建或销毁时性能又无法优化，单例模式的优势就非常明显。  
2. 由于单例模式只生成一个实例，所以，减少了系统的性能开销，当一个对象的产生需要较多的资源时，如读取配置、产生其他依赖时，则可以通过在应用启动时直接产生一个单例对象，然后永久驻留内存的方式来解决。  
3. 单例模式可以避免对资源的多重占用，例如一个写文件操作，由于只有一个实例存在内存中，避免对同一个资源文件的同时写操作。  
4. 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，例如，可以设计一个单例类，负责所有数据表的映射处理。

**缺点**  
1. 单例模式一般没有接口，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。  
2. 单例对象如果持有Context，那么很容易引发内存泄漏，此时需要注意传递给单例对象的Context最好是Application Context。

**备注：读《Android源码设计模式解析与实践》笔记。**

[70]: /images/20220530/2a3747947e3845ccb703ba47af6a2b3b.png