一、概述

单例模式的定义就是确保某一个类只有一个实例,并且提供一个全局访问点。属于设计模式三大类中的创建型模式。

单例模式具有典型的三个特点:

只有一个实例。

自我实例化。

提供全局访问点。

其UML结构图非常简单,就只有一个类,如下图:

二、优缺点

优点:由于单例模式只生成了一个实例,所以能够节约系统资源,减少性能开销,提高系统效率,同时也能够严格控制客户对它的访问。

缺点:也正是因为系统中只有一个实例,这样就导致了单例类的职责过重,违背了“单一职责原则”,同时也没有抽象类,这样扩展起来有一定的困难。

三、常见实现方式

常见的单例模式实现方式有五种:饿汉式、懒汉式、双重检测锁式、静态内部类式和枚举单例。而在这五种方式中饿汉式和懒汉式又最为常见。下面将一一列举这五种方式的实现方法:

饿汉式:线程安全,调用效率高。但是不能延时加载。示例:

public class SingletonDemo1 {
//线程安全的
//类初始化时,立即加载这个对象
private static SingletonDemo1 instance = new SingletonDemo1();
private SingletonDemo1() {
}
//方法没有加同步块,所以它效率高
public static SingletonDemo1 getInstance() {
return instance;
}
}

由于该模式在加载类的时候对象就已经创建了,所以加载类的速度比较慢,但是获取对象的速度比较快,且是线程安全的。

懒汉式:线程不安全。示例:

public class SingletonDemo2 {
//线程不安全的
private static SingletonDemo2 instance = null;
private SingletonDemo2() {
}
//运行时加载对象
public static SingletonDemo2 getInstance() {
if (instance == null) {
instance = new SingletonDemo2();
}
return instance;
}
}

由于该模式是在运行时加载对象的,所以加载类比较快,但是对象的获取速度相对较慢,且线程不安全。如果想要线程安全的话可以加上synchronized关键字,但是这样会付出惨重的效率代价。

懒汉式(双重同步锁)

public class SingletonDemo3 {
private static volatile SingletonDemo3 instance = null;
private SingletonDemo3() {
}
//运行时加载对象
public static SingletonDemo3 getInstance() {
if (instance == null) {
synchronized(SingletonDemo3.class){
if(instance == null){
instance = new SingletonDemo3();
}
}
}
return instance;
}
}

由于剩下的几种实现方式暂没有接触过,可暂时参考一张图搞定Java设计模式,单例模式。

注:注意单例模式所属类的构造方法是私有的,所以单例类是不能被继承的。 (这句话表述的有点问题,单例类一般情况只想内部保留一个实例对象,所以会选择将构造函数声明为私有的,这才使得单例类无法被继承。单例类与继承没有强关联关系。)

四、常见应用场景

网站计数器。

项目中用于读取配置文件的类。

数据库连接池。因为数据库连接池是一种数据库资源。

Spring中,每个Bean默认都是单例的,这样便于Spring容器进行管理。

Servlet中Application

Windows中任务管理器,回收站。

等等。