java设计模式之单例模式

 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。例如，Windows 中只能打开一个任务管理器，这样可以避免因打开多个任务管理器窗口而造成内存资源的浪费，或出现各个窗口显示内容的不一致等错误。

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：

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

单例模式的结构与实现

单例模式是设计模式中最简单的模式之一。通常，普通类的构造函数是公有的，外部类可以通过“new 构造函数()”来生成多个实例。但是，如果将类的构造函数设为私有的，外部类就无法调用该构造函数，也就无法生成多个实例。这时该类自身必须定义一个静态私有实例，并向外提供一个静态的公有函数用于创建或获取该静态私有实例。

实例：单例模式之懒汉模式模式

在类的对象第一次使用时才创建该实例

public class SingleTonLH {
    /*
     * 构成单例的条件
     *         1.保证不能让其他人使用构造器创建对象
     *         2.提供一个静态方法，用于返回该对象
     */
    private static SingleTonLH instance = null;
    
    private SingleTonLH(){}
    
    public static SingleTonLH getInstance(){
        if(instance == null){
            synchronized(SingleTonLH.class){
                if(instance == null){
                    instance = new SingleTonLH();
                }
            }
        }
        return instance;
    }
    
}

实例：单例模式之饿汉模式模式

在类被加载的时候，就创建好了实例。

public class SingleTonEL {
    /*
     * 构成单例的条件
     *         1.保证不能让其他人使用构造器创建对象
     *         2.提供一个静态方法，用于返回该对象
     */
    private static SingleTonEL instance = new SingleTonEL();
    
    private SingleTonEL(){}
    
    public static SingleTonEL getInstance(){
        return instance;
    }

}

单例模式的典型应用

这里不得不提到Servlet也是单例的。
为什么Servlet是单例的？
浏览器多次对Servlet的请求，一般情况下，服务器只创建一个Servlet对象，也就是说，Servlet对象一旦创建了，就会驻留在内存中，为后续的请求做服务，直到服务器关闭。

每次访问请求对象和响应对象都是新的
对于每次访问请求，Servlet引擎都会创建一个新的HttpServletRequest请求对象和一个新的HttpServletResponse响应对象，然后将这两个对象作为参数传递给它调用的Servlet的service()方法，service方法再根据请求方式分别调用doXXX方法。

线程安全问题
当多个用户访问Servlet的时候，服务器会为每个用户创建一个线程。当多个用户并发访问Servlet共享资源的时候就会出现线程安全问题。

原则：

如果一个变量需要多个用户共享，则应当在访问该变量的时候，加同步机制synchronized (对象){}
如果一个变量不需要共享，则直接在 doGet() 或者 doPost()定义.这样不会存在线程安全问题

load-on-startup配置项
如果在<servlet>元素中配置了一个<load-on-startup>元素，那么WEB应用程序在启动时，就会装载并创建Servlet的实例对象、以及调用Servlet实例对象的init()方法。