创建型 单例模式（上）（单例初入门）（文末有项目连接）

1：什么是单例设计模式

单例设计模式（Singleton Design Pattern）理解起来非常简单。一个类只允许创建一个对象（或者实例），
那这个类就是一个单例类，这种设计模式就叫作单例设计模式，简称单例模式。

2：单例模式的应用场景

处理资源访问冲突
   
在 UserController 和 OrderController 中，
我们分别创建两个 Logger 对象。在 Web 容器的 Servlet 多线程环境下，
如果两个 Servlet 线程同时分别执行 login() 和 create() 两个函数，并且同时写日志到 log.txt 文件中，那就有可能存在日志信息互相覆盖的情况。

@Slf4j
public class Logger {
    private FileWriter writer;

    public Logger() throws IOException {
        File file = new File("A:\\log.txt");
        //true表示追加写入
        writer = new FileWriter(file, true);
    }

    public void log(String message) throws IOException {
        log.info("写入数据：{}",message);
        writer.write(message);
        writer.write("\n");
        writer.close();
    }
}

public class UserController {
    private Logger logger = new Logger();

    public UserController() throws IOException {
    }

    public void login() throws IOException {
        // ...省略业务逻辑代码...
        logger.log("HSJ  User  logined!");
    }
}

public class OrderController {
    private Logger logger = new Logger();

    public OrderController() throws IOException {
    }

    public void create() throws IOException {
        // ...省略业务逻辑代码...
        logger.log("Created an order");
    }
}

3：尝试添加 synchronized 对象级别 锁解决

这种锁是一个对象级别的锁，一个对象在不同的线程下同时调用 log() 函数，会被强制要求顺序执行。
不同的对象之间并不共享同一把锁。
在不同的线程下，通过不同的对象调用执行 log() 函数，锁并不会起作用，

@Slf4j
public class Logger {
    private FileWriter writer;

    public Logger() throws IOException {
        File file = new File("A:\\log.txt");
        //true表示追加写入
        writer = new FileWriter(file, true);
    }

    public void log(String message) throws IOException {
        log.info("写入数据：{}",message);
        //添加this  为对象级别的锁  锁无效
        synchronized (this) {    
            writer.write(message);
        }
        writer.write("\n");
        writer.close();
    }
}

4：尝试添加 synchronized 类级别 锁解决

@Slf4j
public class Logger {
    private FileWriter writer;

    public Logger() throws IOException {
        File file = new File("A:\\log.txt");
        //true表示追加写入
        writer = new FileWriter(file, true);
    }

    public void log(String message) throws IOException {
        log.info("写入数据：{}",message);
        //添加Logger.class  为类级别的锁  锁生效
        synchronized (Logger.class) {    
            writer.write(message);
        }
        writer.write("\n");
        writer.close();
    }
}

5：使用单例设计模式解决

我们将 Logger 设计成一个单例类，程序中只允许创建一个 Logger 对象，
所有的线程共享使用的这一个 Logger 对象，共享一个 FileWriter 对象，
同时FileWriter 本身是对象级别线程安全的，也就避免了多线程情况下写日志会互相覆盖的问题。

执行顺序：
//类加载仅执行一次
//1：静态常量在类加载时初始化 调用方法new LoggerSingleton()   
//2：被步骤1调用  执行new LoggerSingleton()   
//3：在原本方法执行    new LoggerSingleton();

//注意此处final修饰仅表示  LoggerSingleton instance 不可变
1：private static final LoggerSingleton instance = new LoggerSingleton();
2：public LoggerSingleton() {}
3：public LoggerSingleton() {}

//由于getInstance添加了static修饰 因此这里是直接调用getInstance方法
4： public static LoggerSingleton getInstance() { return instance; }
5： public static LoggerSingleton getInstance() { return instance; }

@Slf4j
public class LoggerSingleton {
   
     //static 静态变量                    在类加载时初始化
    //final  变量变常量  只能被赋值一次  在类加载时初始化  
    private static final LoggerSingleton instance = new LoggerSingleton();
    public static LoggerSingleton getInstance() { return instance; }

    private FileWriter writer;

    public LoggerSingleton() {
        File file = new File("A:\\log.txt");
        //true表示追加写入
        try {
            writer = new FileWriter(file, true);
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }

    public void log(String message) throws IOException {
        log.info("写入数据：{}", message);
        writer.write(message);
        writer.write("\n");
        writer.close();
    }
}

    
public class LoggerSingletonDemoStart {    
    public static void main(String[] args) throws IOException {
        //如果没有该 new LoggerSingleton();  则上面第三步去掉  其他一致
        new LoggerSingleton();

        //这样就只能获取该单例的Logger对象
        LoggerSingleton.getInstance().log("我是测试单例的Logger啊");     
        LoggerSingleton.getInstance().log("我是测试单例的Logger啊");   
    }
}

项目连接

请配合项目代码食用效果更佳：
项目地址：
https://github.com/hesuijin/hesujin-design-pattern
Git下载地址：
https://github.com.cnpmjs.org/hesuijin/hesujin-design-pattern.git

demo-study模块  下 build_design_pattern singleton包下  loggerDemo包