定义
确保某一个类只有一个实例,而且自行实例化并向整个系统提供这个实例。
通用类图
例如Singleton类就被称为单例类,通过使用private的构造函数,确保我们无法在外部实例化这个类(尝试去new时会报错),确保了在一个应用中只产生一个实例,并且是自行实例化的(在Singleton中自己使用new Singleton())。
单例模式的通用代码
public class Singleton { private static final Singleton singleton = new Singleton(); //限制产生多个对象 private Singleton(){ } //通过该方法获得实例对象 public static Singleton getSingleton(){ return singleton; } //类中其他方法,尽量是static public static void doSomething(){ } }
单例模式的优点
由于单例模式在内存中只有一个实例,减少了内存开支,特别是一个对象需要频繁的被创建、销毁,而且创建或销毁时性能又无法优化,单例模式的优势就非常明显; 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直接产生一个单例对象,然后永久驻留内存的方式来解决(在Java EE中采用单例模式时需要注意JVM垃圾回收机制);
单例模式可以避免对资源的多重占用,例如一个写文件动作,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。
单例模式可以在系统设置全局的访问点,优化环共享资源访问,例如可以设计一个单例类,负责所有数据表的映射处理。
单例模式的缺点
单例模式没有接口,扩展很困难,若要扩展,除了修改代码没有第二种途径可以实现。单例模式为什么不能增加接口呢?因为接口对单例模式是没有任何的意义,它要求“自行实例化”,并且提供单一实例、接口或抽象类是不可能被实例化的。
单例模式对测试是不利的。在并行开发环境中,如果单例模式没有完成,是不能进行测试的,没有接口也不能使用mock的方式虚拟一个对象。
单例模式与单一职责原则有冲突。一个类应该只实现一个的逻辑,而不关心它是否是单例的,决定它是不是要单例是环境决定的,单例模式把“要单例”和业务逻辑融合也在一个类中。
单例模的使用环境
在一个系统中,要求一个类有且仅有一个对象,如果出现多个对象就会出现“不良反应”时,则可以采用单例模式,具体的场景如下:
在整个项目中需要有访问一个共享访问点或共享数据,例如一个Web页面上的计数器,可以不用每次刷新都记录到数据库中,使用单例模式保持计数器的值,并确保是线程安全的;
创建一个对象需要消耗的资源过多,如要访问IO、访问数据库等资源;
需要定义大量的静态常量和静态方法(如工具类)的环境,可以采用单例模式(当然,也可以直接声明为static的方式);
单例模式的其它实现形式
懒汉式:
public class Singleton { private static Singleton singleton = null; //限制产生多个对象 private Singleton(){ } //通过该方法获得实例对象 public static synchronized Singleton getSingleton(){ if(singleton == null){ singleton = new Singleton(); } return singleton; } }
使用这种形式必须加上synchronized同步锁,防止在高并发时出现产生多个单例对象的情况(例如第一个线程还没创建获得单例对象时,第二个线程也执行到if(singleton == null) 语句判断为true,从而又创建了一个单例对象)。
ps.所有笔记摘自《设计模式之禅》。