设计模式（五）-单例模式（Singleton Pattern）——只有一个实例

妖狐艹你老母 2022-06-01 08:27 111阅读 0赞

程序运行时，通常回生成很多实例。但是，当我们想在程序中表示某个东西只会存在一个时，就会有“只能创建一个实例”的需求。

当然，只要我们多加注意，只new一次也能达到目的。但是，我们肯定都不想“多加注意”，那应当怎么做呢？

**1、想确保任何情况下都绝对只有一个实例；**

**2、想在程序上表现出“只有一个实例”；**

像这样的确保只生成一个实例的模式倍乘坐单例模式（Singleton Pattern）。

**Singleton.java**

package com.test.dp.Singleton.Sample;
    
    public class Singleton {
        private static Singleton singleton = new Singleton();
        private Singleton() {//private禁止从Singleton类外部调用构造函数，确保只生成一个实例
            System.out.println("生成了一个实例。");
        }
        public static Singleton getInstance() {
            return singleton;
        }
    }

上面的代码只适用于单线程的程序，如果是多线程情况下，可能回造成生成多个实例的情况，因此我们用另一种跟更严谨的方式实现：

Singleton.java

package com.test.dp.Singleton.A3_2;
    
    public class Singleton {
        private static Singleton singleton = null;
        private Singleton() {
            System.out.println("生成了一个实例。");
            slowdown();                             
        }
        public static synchronized Singleton getInstance() {
            if (singleton == null) {
                singleton = new Singleton();
            }
            return singleton;
        }
        private void slowdown() {                   
            try {                                   
                Thread.sleep(1000);                 
            } catch (InterruptedException e) {      
            }                                       
        }                                           
    }

**单线程：Main.java**

package com.test.dp.Singleton.Sample;
    
    public class Main {
        public static void main(String[] args) {
            System.out.println("Start.");
            Singleton obj1 = Singleton.getInstance();
            Singleton obj2 = Singleton.getInstance();
            if (obj1 == obj2) {
                System.out.println("obj1与obj2是相同的实例。");
            } else {
                System.out.println("obj1与obj2是不同的实例。");
            }
            System.out.println("End.");
        }
    }

**执行结果：**

Start.  
生成了一个实例。  
obj1与obj2是相同的实例。  
End.

**多线程：Main.java**

package com.test.dp.Singleton.A3_2;
    
    public class Main extends Thread {
        public static void main(String[] args) {
            System.out.println("Start.");
            new Main("A").start();
            new Main("B").start();
            new Main("C").start();
            System.out.println("End.");
        }
        public void run() {
            Singleton obj = Singleton.getInstance();
            System.out.println(getName() + ": obj = " + obj);
        }
        public Main(String name) {
            super(name);
        }
    }

**执行结果：**

Start.  
End.  
生成了一个实例。  
B: obj = com.test.dp.Singleton.A3\_2.Singleton@18425a41  
C: obj = com.test.dp.Singleton.A3\_2.Singleton@18425a41  
A: obj = com.test.dp.Singleton.A3\_2.Singleton@18425a41

**总结：**

**应用实例：**1、一个党只能有一个主席。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。

**注：单例模式有多种实现方式，此处就不再一一列举，感兴趣的朋友可以自己查一查。**