设计模式之单例模式

在写Spring Boot 2.0.2-webmvc源码分析系列的文章时，当时提到了Servlet单例模式。所以就想着写一篇文章来介绍以下单例模式，其实网上类似这种设计模式的文章很多，23种设计模式大家可能都看过，早些时候自己也都看过，基本上只对常用的几种印象比较深刻，其余不常用的差不多都忘记了。既然提到了单例模式，那就仔细介绍一下。再加深一下印象。

单例模式定义：

单例模式，属于创建类型的一种常用的软件设计模式。通过单例模式的方法创建的类在当前进程中只有一个实例。

我觉得学习设计模式，主要可以从以下四个方面着手。

1、该设计模式的一般使用场景。
2、该设计模式的实现。
3、该设计模式主要解决的问题及优点。
4、该设计模式的不足之处。

单例模式的一般使用场景，下面列举常见的几种：

1、一般的应用系统都有一个或多个属性文件存放系统配置，这样的应用可以使用一个单例对象来管理这些属性文件 。
2、 网站的计数器，一般可以使用单例模式实现，不然数据很难同步。
3、系统的日志应用，一般可以使用单例模式实现，由于共享的日志文件一直处于打开状态，因为只能有一个实例去操作，否则内容不好追加。
4、应用的配置信息读取，一般也使用单例模式，由于配置文件是共享的资源。为了保证数据的唯一性，可以使用单例对象进行获取。
5、线程池的设计一般也是采用单例模式，由于线程池要对池中的线程进行控制。

下面简单列举一下使用单例模式的优点。

1、 由于单例模式在内存中只有一个实例，所以一定程度上可以减少内存消耗，特别是一个对象需要频繁地创建销毁时，会影响系统的性能，使用单例模式就非常明显了。
2、由于单例模式只生成一个实例，当一个对象实例需要比较多的资源时，如读取配置信息，则可以通过在应用启动时直接产生一个单例对象，然后放入内存的方式来优化。
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。

除了优点之外，当然也还有一些不足：

1、单例模式没有接口，如果需要扩展，每次都得改代码。
2、使用的场景比较单调，如果是在多场景不断变化的实例对象最好不要使用单例，数据容易出问题。

下面简单介绍以下实现方式，单例模式的实现方式有多种，不同的实现方式有不同的优缺点，这里介绍一种生产环境中常用的实现方式(静态内部类实现)，其它几种方式也不建议使用，所以就不一一列举了，掌握下面这种就够用了。

public class Singleton {
    
    private Singleton() { }
    
    public static Singleton getInstance(){
        return SingletonInstance.INSTANCE;
    }
    
    private static class SingletonInstance{
        static Singleton INSTANCE = new Singleton();
    }
}

使用上面这种单例模式的好处可以保证以下几点：

1、Singleton最多只有一个实例，前提是在不考虑反射突破访问限制的情况下。
2、保证了即使在高并发情况下，也不会产生多个实例。
3、保证了在高并发情况下，不会访问到未初始化完成的对象造成系统异常问题。