设计模式 | 单例模式（singleton）

定义：

保证一个类仅有一个实例，并提供一个访问它的全局访问点。

结构：（书中图，侵删）

结构超简单。就在你想控制实例数的类上操作即可。

1.定义一个static的对象引用

2.私有化构造方法

3.提供一个获取实例的方法（static的）

 

实例：

这又是一个在面试中频繁出现的设计模式，我至今不知道为什么大家那么偏爱这个模式。

而且基本上都是让你现场写一个单例模式的例子，基于这个很现实的原因，这个模式也好好好掌握。

我这里就不举生活中的例子了，直接上代码。

 

单例模式又分为两种形式：

一、饿汉式：在类加载是就初始化实例。

二、懒汉式：在第一次调用的时候，才初始化实例。

 

饿汉式：

package designpattern.singleton;

public class HungrySingleton {
    private static HungrySingleton instance = new HungrySingleton();// 静态初始化

    private HungrySingleton() {// 私有化构造方法
    }

    public static HungrySingleton GetInstance() {// 获取实例，static的
        return instance;
    }
}

懒汉式：

package designpattern.singleton;

public class LazySingleton {
    private static LazySingleton instance;

    private LazySingleton() {// 私有化构造方法

    }

    public static LazySingleton getInstance() {// 获取实例，static的
        if (instance == null) {
            instance = new LazySingleton();// 方法中创造实例
        }
        return instance;
    }
}

但是，如果是在多线程的情况下，可能会造成创造出两个实例的情况，可以考虑在getInstance方法上加上synchronized修饰：

package designpattern.singleton;

public class LazySingleton2 {
    private static LazySingleton2 instance;

    private LazySingleton2() {

    }

    public static synchronized LazySingleton2 getInstance() {// synchronized 修饰
        if (instance == null) {
            instance = new LazySingleton2();
        }
        return instance;
    }
}

这个可以进一步优化，只让线程在还没有实例化的情况下加锁：

package designpattern.singleton;

import java.util.concurrent.locks.Lock;
import java.util.concurrent.locks.ReentrantLock;

public class LazySingleton3 {
    private static LazySingleton3 instance;
    private static Lock lock = new ReentrantLock();

    private LazySingleton3() {

    }

    public static synchronized LazySingleton3 getInstance() {
        try {
            if (instance == null) {
                lock.lock();
                if (instance == null) {// 有必要再次判断，不然还是存在线程安全问题
                    instance = new LazySingleton3();
                }
                lock.unlock();
            }
        } finally {// 保证锁被释放
            lock.unlock();
        }
        return instance;
    }
}

总结：

饿汉式，在类加载是就初始化实例，要提前占用系统资源，但是不用考虑多线程访问可能造成的创建多个实例的问题。

懒汉式，在第一次调用的时候，才初始化实例，不用提前占用系统资源，但是需要考虑到多线程访问的问题。

这个模式在所有需要控制实例数的情况下都能使用，最常见的两个例子，就是数据库连接池和线程池。

以下原因引用自https://www.cnblogs.com/gmq-sh/p/5948379.html《单例模式的常见应用场景》：

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。数据库软件系统中使用数据库连接池，主要是节省打开或者关闭数据库连接所引起的效率损耗，这种效率上的损耗还是非常昂贵的，因为何用单例模式来维护，就可以大大降低这种损耗。