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  • 设计模式:单例模式(单例模式)

     

     

            有时候某些对象我们只需要一个,如:线程池、缓存、对话框等等,对于这类对象我们只能有一个实例,如果我

    们制造出多个实例,就会导致很多问题产生。

            但是我们怎样才能保证一个类只有一个实例并且能够便于访问?这里我们想到了全局变量,全局变量确实是可以

    保证该类可以随时访问,但是它很难解决只有一个实例问题。最好的办法就是让该自身来负责保存它的唯一实例

    个类必须要保证没有其他类来创建它。这里我们可以将其构造方法私有化。即

    Public MyClass{
             PrivateMyClass(){}
     }

            含有私有化构造器的类就能保证它不能被其他类实例化了。但是我们如何来获取这个实例化类呢?提供一个方法

    用于返回该类的实例对象即可实现。

    public class MyClass {
    private MyClass(){

    }

    public static MyClass getInstance(){
    return new MyClass();
    }
    }

            一、基本定义                                                                                                       

            通过上面简单介绍,我们可以对单例模式有一个简单的认识。所谓单例模式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。

            从上面可以看出单例模式有如下几个特点:

               一、它只有一个实例。

               二、它必须要自行实例化。

               三、它必须自行想整个系统提供访问点。

     

             单例模式可以说是最简单的设计模式了,它仅有一个角色Singleton。

             Singleton:单例。

    public class Singleton {
    //利用静态变量来记录Singleton的唯一实例
    private static Singleton uniqueInstance;

    /*
    * 构造器私有化,只有Singleton类内才可以调用构造器
    */
    private Singleton(){

    }

    public static Singleton getInstance(){
    if(uniqueInstance == null){
    uniqueInstance = new Singleton();
    }

    return uniqueInstance;
    }

    }

             在《Head  First》有这样一个场景,就是说有两个线程都要执行这段代码,很有可能会产生两个实例对象。如下图:

             这里有三种解决方案。

               第一、  使用synchronized来处理。也就是说将getInstance()方法变成同步方法即可。

    public class Singleton {
    //利用静态变量来记录Singleton的唯一实例
    private static Singleton uniqueInstance;

    /*
    * 构造器私有化,只有Singleton类内才可以调用构造器
    */
    private Singleton(){

    }

    public static synchronized Singleton getInstance(){
    if(uniqueInstance == null){
    uniqueInstance = new Singleton();
    }

    return uniqueInstance;
    }

    }

              第二、  直接初始化静态变量。这样就保证了线程安全。

    public class Singleton {
    /*
    * 利用静态变量来记录Singleton的唯一实例
    * 直接初始化静态变量,这样就可以确保线程安全了
    */
    private static Singleton uniqueInstance = new Singleton();

    /*
    * 构造器私有化,只有Singleton类内才可以调用构造器
    */
    private Singleton(){

    }

    public static Singleton getInstance(){
    return uniqueInstance;
    }

    }

               第三、  用“双重检查加锁”,在getInstance()中减少使用同步。

    public class Singleton {
    /*
    * 利用静态变量来记录Singleton的唯一实例
    * volatile 关键字确保:当uniqueInstance变量被初始化成Singleton实例时,
    * 多个线程正确地处理uniqueInstance变量
    *
    */
    private volatile static Singleton uniqueInstance;

    /*
    * 构造器私有化,只有Singleton类内才可以调用构造器
    */
    private Singleton(){

    }

    /*
    *
    * 检查实例,如果不存在,就进入同步区域
    */
    public static Singleton getInstance(){
    if(uniqueInstance == null){
    synchronized(Singleton.class){ //进入同步区域
    if(uniqueInstance == null){ //在检查一次,如果为null,则创建
    uniqueInstance = new Singleton();
    }
    }
    }

    return uniqueInstance;
    }

    }

               在这里是首先检查是否实例已经创建了,如果尚未创建,才会进行同步。这样一来。只有第一次会同步。

               优点

                  一、节约了系统资源。由于系统中只存在一个实例对象,对与一些需要频繁创建和销毁对象的系统而言,单

    例模式无疑节约了系统资源和提高了系统的性能。

                 二、因为单例类封装了它的唯一实例,所以它可以严格控制客户怎样以及何时访问它。

             缺点

                 一、由于单例模式中没有抽象层,因此单例类的扩展有很大的困难。

                 二、单例类的职责过重,在一定程度上违背了“单一职责原则”。

               下列几种情况可以使用单例模式。

                  一、系统只需要一个实例对象,如系统要求提供一个唯一的序列号生成器,或者需要考虑资源消耗太大而只允许创建一个对象。

                 二、客户调用类的单个实例只允许使用一个公共访问点,除了该公共访问点,不能通过其他途径访问该实例。

               1. 单例模式中确保程序中一个类最多只有一个实例。

               2. 单例模式的构造器是私有了,而且它必须要提供实例的全局访问点。

               3. 单例模式可能会因为多线程的问题而带来安全隐患。

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