设计模式之单例模式（一）

单例模式

单例（Singleton）模式的定义：指一个类只有一个实例，且该类能自行创建这个实例的一种模式。

在计算机系统中，还有 Windows 的回收站、操作系统中的文件系统、多线程中的线程池、显卡的驱动程序对象、打印机的后台处理服务、应用程序的日志对象、数据库的连接池、网站的计数器、Web 应用的配置对象、应用程序中的对话框、系统中的缓存等常常被设计成单例。

---

单例模式有 3 个特点：

• 单例类只有一个实例对象；
• 该单例对象必须由单例类自行创建；
• 单例类对外提供一个访问该单例的全局访问点；

---

单例模式的主要角色如下：

• 单例类：包含一个实例且能自行创建这个实例的类。
• 访问类：使用单例的类。

---

懒汉式单例

该模式的特点是类加载时没有生成单例，只有当第一次调用 getlnstance 方法时才去创建这个单例。

public class LazySingleton {
    private volatile static LazySingleton instance = null;

    private LazySingleton() {
    }

    public static synchronized LazySingleton getInstance() {
        if (instance == null) {
           instance = new LazySingleton();
        }
        return instance;
    }
}

注意：如果编写的是多线程程序，则不要删除上例代码中的关键字 volatile 和 synchronized，否则将存在线程非安全的问题。如果不删除这两个关键字就能保证线程安全，但是每次访问时都要同步，会影响性能，且消耗更多的资源，这是懒汉式单例的缺点。

---

饿汉式单例

该模式的特点是类一旦加载就创建一个单例，保证在调用 getInstance 方法之前单例已经存在了。

public class HungrySingleton {
    private static final HungrySingleton instance = new HungrySingleton();

    private HungrySingleton() {
    }

    public static HungrySingleton getInstance() {
        return instance;
    }
}

饿汉式单例在类创建的同时就已经创建好一个静态的对象供系统使用，以后不再改变，所以是线程安全的，可以直接用于多线程而不会出现问题。

---

单例模式的应用场景

• 在应用场景中，某类只要求生成一个对象的时候，如一个班中的班长、每个人的身份证号等。
• 当对象需要被共享的场合。由于单例模式只允许创建一个对象，共享该对象可以节省内存，并加快对象访问速度。如 Web 中的配置对象、数据库的连接池等。
• 当某类需要频繁实例化，而创建的对象又频繁被销毁的时候，如多线程的线程池、网络连接池等。

---

单例模式的扩展

单例模式可扩展为有限的多例（Multiom）模式，这种模式可生成有限个实例并保存在 List 中，客户需要时可随机获取。

public class Multiom {
    private static List<Singleton> singletonList = new ArrayList<>();
    private static int n = 5;

    static {
        for (int i = 0; i < n; i++) {
            singletonList.add(new Singleton(i));
        }
    }

    public static Singleton getInstance() {
        int num = (int) (Math.random() * n);
        return singletonList.get(num);
    }

    @Getter
    static class Singleton {
        private int num;

        private Singleton(int num) {
            this.num = num;
        }
    }
}

---

原文地址:http://c.biancheng.net/view/1338.html