Java设计模式-单例(Singleton)设计模式的概述及实现

目录

1 设计模式概述

2 何为单例模式

3 实现思路

4 饿汉式实现代码

5 懒汉式实现代码

6 对比两种模式（特点、优缺点）

7 单例模式的优点及应用场景

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1 设计模式概述

设计模式是在大量的实践中总结和理论化之后优选的代码结构、编程风格、以及解决问题的思考方式。设计模式免去我们自己再思考和摸索。就像是经典的棋谱，不同的棋局，我们用不同的棋谱。"套路"

经典的设计模式共有23种。每个设计模式均是特定环境下特定问题的处理方法。

简单工厂模式并不是23中经典模式的一种，是其中工厂方法模式的简化版

对软件设计模式的研究造就了一本可能是面向对象设计方面最有影响的书籍：《设计模式》：《Design Patterns: Elements of Reusable Object-Oriented Software》（即后述《设计模式》一书），由 Erich Gamma、Richard Helm、Ralph Johnson 和 John Vlissides 合著（Addison-Wesley，1995）。这几位作者常被称为"四人组（Gang of Four）"，而这本书也就被称为"四人组（或 GoF）"书。

2 何为单例模式

所谓类的单例设计模式，就是采取一定的方法保证在整个的软件系统中，对某个类只能存在一个对象实例，并且该类只提供一个取得其对象实例的方法。

3 实现思路

如果我们要让类在一个虚拟机中只能产生一个对象，我们首先必须将类的构造器的访问权限设置为private，这样，就不能用new操作符在类的外部产生类的对象了，但在类内部仍可以产生该类的对象。因为在类的外部开始还无法得到类的对象，只能调用该类的某个静态方法以返回类内部创建的对象，静态方法只能访问类中的静态成员变量，所以，指向类内部产生的该类对象的变量也必须定义成静态的。

4 饿汉式实现代码

package day1124;


//饿汉式
public class BankTest {
    public static void main(String[] args) {
        Bank bank1=Bank.getInstance();
        Bank bank2=Bank.getInstance();
        //bank1和bank2指向的是同一个实例
        System.out.println(bank1==bank2);//true
    }

}

class Bank{
    //1.类的构造私有化
    private Bank(){

    }
    //2. 在类的内部创建当前类的实例
    //4. 此属性也必须声明为static
    private static Bank instance=new Bank();

    //3. 使用getxxx()方法获取当前类的实例，必须声明为static的。
    public static Bank getInstance(){
        return instance;
    }
}

5 懒汉式实现代码

package day1124;

public class GirlFriendTest {
    public static void main(Stringargs) {
        GirlFriend friend1=GirlFriend.getInstance();
        GirlFriend friend2=GirlFriend.getInstance();
        System.out.println(friend1==friend2);//true
    }
}

class GirlFriend{
    //1. 类的构造器私有化

    private GirlFriend() {
    }

    //2. 声明当前类的实例
    private static GirlFriend instance=null;

    //3.通过getXxx()方法获取当前类的实例，如果未创建对象，则在方法内部进行创建。
    public static GirlFriend getInstance(){
        if(instance==null){
            instance=new GirlFriend();
        }
        return instance;
    }
}

6 对比两种模式（特点、优缺点）

特点：

1. 饿汉式： ”立即加载“，随着类的加载，当前的唯一实例就创建了。
2. 懒汉式： ”延迟加载", 再需要使用的时候，进行创建。

优缺点：

1. 饿汉式：（优点）写法简单，由于内存中较早加载，使用更方便，更快，是线程安全的。（缺点）内存中占用时间较长。
2. 懒汉式：（缺点）线程不安全。（放到多线程章节时解决）（优点）在需要的时候创建，节省内存空间。

7 单例模式的优点及应用场景

由于单例模式只生成一个实例，减少了系统性能开销，当一个对象的产生需要比较多的资源时，如读取配置、产生其他依赖对象时，则可以通过在应用启动时产生一个单例对象，然后永久驻留内存的方式来解决。

应用场景

• Windows的Task Manager(任务管理器）就是很典型的单例模式

• Window的Recycle Bin(回收站）也是典型的单例应用。在整个系统运行过程中，回收站一直维护着仅有的一个实例。

• Application也是单例的典型应用。

• 应用程序的日志应用，一般都使用单例模式实现，这一般是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。

• 数据库连接池的设计一般也是采用单例模式，因为数据库连接是一种数据库资源。