Chapter14 单例模式

Lecture1 设计模式概述

• 设计模式：一套被反复使用、多数人知晓、经过分类编目的代码设计经验的总结（是软件开发人员在软件开发过程中面临的一般问题的解决方案）
• 设计模式是基于场景的解决方案
• 设计模式根据作用的划分：
  1. 创建型模式：
     • 工厂方法模式
     • 创造者模式
     • 抽象工厂模式
     • 原型模式
     • 单例模式
  2. 结构型模式：
     • 桥接模式
     • 代理模式
     • 享元模式
     • 外观模式
     • 装饰器模式
     • 组合模式
     • 适配器模式
  3. 行为型模式：
     • 备忘录模式
     • 解释器模式
     • 命令模式
     • 中介者模式
     • 观察者模式
     • 策略模式
     • 状态模式
     • 模板方法模式
     • 访问者模式
     • 迭代子模式
     • 责任链模式

共计23种。

Lecture2 单例模式概述

• 单例模式目的：使得类的一个对象成为该系统中的唯一实例
• 单例模式定义：一个类有且仅有一个实例，并且可以自行实例化向整个系统提供
• 单例模式设计要点：
  1. 某个类只能有一个实例
  2. 必须自行创建实例
  3. 必须自行向整个系统提供这个实例
• 单例模式的实现：
  1. 只提供私有的构造方法
  2. 含有一个该类的静态私有对象
  3. 提供一个静态的公有方法用于创建、获取静态私有对象
• 单例模式代码实现方案：
  1. 饿汉式：对象创建过程中实例化
  2. 懒汉式：静态公有方法中实例化

Lecture3 饿汉模式vs懒汉模式

• 饿汉式：类加载时进行实例创建；特点：空间换时间；饿汉式线程安全
• 饿汉式创建实例

/**
 * 饿汉式：创建对象实例的时候直接初始化
 * 特点：空间换时间，即速度快但是占用空间大
 */
public class Singleton_Hungry {
    //1. 创建类中的私有构造
    private Singleton_Hungry() {

    }

    //2. 创建该类型的静态私有实例
    private static Singleton_Hungry instance = new Singleton_Hungry();

    //3. 创建公有静态方法，返回静态实例对象
    public static Singleton_Hungry getInstance() {
        return instance;
    }
}

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Singleton_Hungry one = Singleton_Hungry.getInstance();
        Singleton_Hungry two = Singleton_Hungry.getInstance();
        System.out.println(one);
        System.out.println(two);
        System.out.println("one和two的引用比较:" + (one == two));
    }
}

• 懒汉式：第一次使用该类时才会进行实例化创建；特点：时间换空间；懒汉式存在线程风险（解决方法：同步锁、双重校验锁、静态内部类、枚举）
  *懒汉式创建实例

/**
 * 懒汉式：类内实力对象创建时并不直接初始化，直到第一次调用getInstance()方法时
 * 才完成初始化操作
 * 特点：时间换空间，即占用空间小但耗费时间长
 */
public class Singleton_Lazy {
    //1. 完成私有构建方法
    private Singleton_Lazy() {

    }

    //2. 创建静态的该类实例对象
    private static Singleton_Lazy instance = null;

    //3. 创建开放的静态方法提供实例对象
    public static Singleton_Lazy getInstance() {
        if (instance == null) {
            instance = new Singleton_Lazy();
        }
        return instance;
    }
}

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Singleton_Lazy one = Singleton_Lazy.getInstance();
        Singleton_Lazy two = Singleton_Lazy.getInstance();
        System.out.println(one);
        System.out.println(two);
    }
}

• 单例模式优点：
  1. 在内存中只有一个对象，节省内存空间
  2. 避免频繁的创建对象，提高性能
  3. 避免对共享资源的多重占用
• 单例模式缺点：
  1. 扩展比较困难
  2. 如果实例化后的对象长期不利用，系统将默认为垃圾进行回收，造成对象状态丢失
• 单例模式的适用场景：
  1. 创建对象时占用的资源过多，但同时又需要用到该类对象
  2. 对系统内资源要求统一读写，如读写配置信息
  3. 当多个实例存在可能引起程序逻辑错误，如号码生成器