《剑指offer》---单例模式专题（5种）

我们为什么需要单例模式？

在某些情况下  对象只需要一个就够了

e.g. 一台计算机可以连接多个打印机  但是这个计算机上的打印程序只能有一个

可以通过单例模式 来避免两个打印作业同时输出到打印机中 即在整个打印过程中只有一个打印程序的实例。

 

1 饿汉式：

 

好处： 只在类加载的时候创建一次实例，不会存在多个线程创建多个实例的情况，避免了多线程同步的问题

缺点： 即使这个单例没有用到也会被创建，而且在类加载之后就被创建，内存就被浪费了。

适合： 单例占用内存比较小，在初始化时就会被用到的情况。

但是，如果单例占用的内存比较大，或单例只是在某个特定场景下才会用到，使用饿汉模式就不合适了，这时候就需要用到懒汉模式进行延迟加载。

 

/*饿汉式单例模式    在初始化静态实例时就创建实例     随后调用函数直接返回该实例*/
public class Singleton {
	private static Singleton s=new Singleton();		 
	private Singleton() {}              		 
	public static Singleton getInstance() {
		return s;
	}
}

2 懒汉式：

懒汉模式中单例是在需要的时候才去创建的，如果单例已经创建，再次调用获取接口将不会重新创建新的对象，而是直接返回之前创建的对象。如果某个单例使用的次数少，并且创建单例消耗的资源较多，那么就需要实现单例的按需创建。

 

package day402offer;
/**
 * 单例模式的几种变体
 * 原始版  ----上锁版---双重判断版（均是懒汉式单例模式）
 * @author 多多
 *
 */
/*原始版    只能在单线程中使用*/
public class Singleton {
	private static Singleton s=null;     		 //static！定义静态实例， 后面在static方法中使用
	private Singleton() {}              		 //构造函数私有化，禁止他人创建
	public static Singleton getInstance() {         //公开类的静态函数  创建唯一的实例
		if(s==null)
			s=new Singleton();
		return s;
	}
}原始版  ----上锁版---双重判断版（均是懒汉式单例模式）
 * @author 多多
 *
 */
/*原始版    只能在单线程中使用*/
public class Singleton {
	private static Singleton s=null;     		 //static！定义静态实例， 后面在static方法中使用
	private Singleton() {}              		 //构造函数私有化，禁止他人创建
	public static Singleton getInstance() {         //公开类的静态函数  创建唯一的实例
		if(s==null)
			s=new Singleton();
		return s;
	}
}

/*上锁版   可以在多线程中使用 但每次（包括实例已经创建完毕后）均上锁   加锁性能不好*/
public class Singleton {
	private static Object obj=new Object();          //创建上锁的对象
	private static Singleton s=null;     		 
	private Singleton() {}              		 
	public static Singleton getInstance() {     
		synchronized(obj) {                      //上锁同步   
			if(s==null)
				s=new Singleton();
		}
		return s;
	}
}

/*双重判断版   加入两次判断  实例创建完毕就无需加锁了 直接判断 返回结果即可*/
public class Singleton {
	private static Object obj=new Object();          //创建上锁的对象
	private static Singleton s=null;     		 
	private Singleton() {}              		 
	public static Singleton getInstance() {
		if(s==null) {
			synchronized(obj) {              //上锁同步   
				if(s==null)
					s=new Singleton();
			}
		}
		return s;
	}
}               //  “双重判断机制”    实现延迟加载---解决了线程并发问题----提高了效率---很好用的方法

3  静态内部类：

同样利用了类加载机制来保证只创建一个instance实例。它与饿汉模式一样，也是利用了类加载机制，因此不存在多线程并发的问题。

不一样的是，它是在内部类里面去创建对象实例。这样的话，只要应用中不使用内部类，JVM就不会去加载这个单例类，也就不会创建单例对象，从而实现懒汉式的延迟加载。

这种方式可以同时保证延迟加载和线程安全

/*采用内部类的方法   第一次用到时会调用内部类的 静态构造函数创建实例   */
public class Singleton {	 
	private Singleton() {}              		 
	public static Singleton getInstance() {
		return InnerSingle.instance;
	}
	//静态内部类
	private static class  InnerSingle{
		static Singleton instance=new Singleton();   //创建实例
	}
}

 

应该在什么时候下使用单例模式？

1   在我们的windows桌面上，我们打开了一个回收站，当我们试图再次打开一个新的回收站时，Windows系统并不会为你弹出一个新的回收站窗口。，也就是说在整个系统运行的过程中，系统只维护一个回收站的实例。这就是一个典型的单例模式运用。

  继续说回收站，我们在实际使用中并不存在需要同时打开两个回收站窗口的必要性。假如我每次创建回收站时都需要消耗大量的资源，而每个回收站之间资源是共享的，那么在没有必要多次重复创建该实例的情况下，创建了多个实例，这样做就会给系统造成不必要的负担，造成资源浪费。

2  网站的计数器，一般也是采用单例模式实现，如果你存在多个计数器，每一个用户的访问都刷新计数器的值，这样的话你的实计数的值是难以同步的。但是如果采用单例模式实现就不会存在这样的问题，而且还可以避免线程安全问题。同样多线程的线程池的设计一般也是采用单例模式，这是由于线程池需要方便对池中的线程进行控制

3  对于一些应用程序的日志应用，或者web开发中读取配置文件都适合使用单例模式，如HttpApplication 就是单例的典型应用。

4  windows系统中的任务管理器 也只有一个。

  从上述的例子中我们可以总结出适合使用单例模式的场景和优缺点： 

   适用场景： 1.需要生成唯一序列的环境

                       2.需要频繁实例化然后销毁的对象。

                       3.创建对象时耗时过多或者耗资源过多，但又经常用到的对象。

                       4.方便资源相互通信的环境

   优点：1.实现了对唯一实例访问的可控

               2.对于一些需要频繁创建和销毁的对象来说可以提高系统的性能。

   缺点：1. 不适用于变化频繁的对象
               2.滥用单例将带来一些负面问题，如为了节省资源将数据库连接池对象设计为的单例类，可能会导致共享连接池对象的程序过多而出现连接池溢出。

               3.如果实例化的对象长时间不被利用，系统会认为该对象是垃圾而被回收，这可能会导致对象状态的丢失。