這篇文章主要講解了“如何實現(xiàn)單例設(shè)計模式”，文中的講解內(nèi)容簡單清晰，易于學(xué)習(xí)與理解，下面請大家跟著小編的思路慢慢深入，一起來研究和學(xué)習(xí)“如何實現(xiàn)單例設(shè)計模式”吧！

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 單例模式

單例模式(Singleton Pattern)是 Java  中最簡單的設(shè)計模式之一。這種類型的設(shè)計模式屬于創(chuàng)建型模式，它提供了一種創(chuàng)建對象的最佳方式。

這種模式涉及到一個單一的類，該類負(fù)責(zé)創(chuàng)建自己的對象，同時確保只有單個對象被創(chuàng)建。這個類提供了一種訪問其唯一的對象的方式，可以直接訪問，不需要實例化該類的對象。

簡單來說就是：

• 單例類只能有一個實例。

• 單例類必須自己創(chuàng)建自己的唯一實例。

• 單例類必須給所有其他對象提供這一實例。

單例模式看起來非常簡單，實現(xiàn)起來也非常簡單。單例模式在面試中是一個高頻面試題。希望大家能夠認(rèn)真學(xué)習(xí)，掌握單例模式，提升核心競爭力，給面試加分，順利拿到  Offer。

1. 單例模式定義

單例(Singleton)模式的定義：指一個類只有一個實例，且該類能自行創(chuàng)建這個實例的一種模式，并提供一個訪問它的全局訪問點。

2. 單例模式作用

單例模式主要用來解決，一個全局使用的類被頻繁的創(chuàng)建、銷毀。

核心思想：創(chuàng)建對象時，先判斷對象是否已經(jīng)存在，如果有則返回，如果沒有則創(chuàng)建。

關(guān)鍵代碼是構(gòu)造函數(shù)私有化;使對象全局只創(chuàng)建一個。

3. 單例模式應(yīng)用場景

對于 Java 來說，單例模式可以保證在一個 JVM 中只存在單一實例。單例模式的應(yīng)用場景主要有以下幾個方面。

• 需要頻繁創(chuàng)建的一些類，使用單例可以降低系統(tǒng)的內(nèi)存壓力，減少 GC。

• 某類只要求生成一個對象的時候，如一個班中的班長、每個人的身份證號等。

• 某些類創(chuàng)建實例時占用資源較多，或?qū)嵗臅r較長，且經(jīng)常使用。

• 某類需要頻繁實例化，而創(chuàng)建的對象又頻繁被銷毀的時候，如多線程的線程池、網(wǎng)絡(luò)連接池等。

• 頻繁訪問數(shù)據(jù)庫或文件的對象。

• 對于一些控制硬件級別的操作，或者從系統(tǒng)上來講應(yīng)當(dāng)是單一控制邏輯的操作，如果有多個實例，則系統(tǒng)會完全亂套。

• 當(dāng)對象需要被共享的場合。由于單例模式只允許創(chuàng)建一個對象，共享該對象可以節(jié)省內(nèi)存，并加快對象訪問速度。如 Web 中的配置對象、數(shù)據(jù)庫的連接池等。

3. 單例模式結(jié)構(gòu)

單例模式的主要角色如下。

• 單例類：包含一個實例且能自行創(chuàng)建這個實例的類。

• 訪問類：使用單例的類。

單例模式類圖

4. 單例模式實現(xiàn)

單例模式通常有兩種實現(xiàn)形式。

4.1 懶漢式

該模式的特點是類加載時沒有生成單例，只有當(dāng)?shù)谝淮握{(diào)用 getlnstance 方法時才去創(chuàng)建這個單例。代碼如下：

public class LazySingleton {     //保證 instance 在所有線程中同步     private static volatile LazySingleton instance = null;              //private 避免類在外部被實例化     private LazySingleton() { }              // 獲取單例對象     public static synchronized LazySingleton getInstance() {         //getInstance 方法前加同步         if (instance == null) {             instance = new LazySingleton();         }         return instance;     } }

如果編寫的是多線程程序，則不要刪除上例代碼中的關(guān)鍵字 volatile 和  synchronized，否則將存在線程非安全的問題。如果不刪除這兩個關(guān)鍵字就能保證線程安全，但是每次訪問時都要同步，會影響性能，且消耗更多的資源，這是懶漢式單例的缺點。

餓漢式單例

該模式的特點是類一旦加載就創(chuàng)建一個單例，保證在調(diào)用 getInstance 方法之前單例已經(jīng)存在了。

public class HungrySingleton {     private static final HungrySingleton instance = new HungrySingleton();          private HungrySingleton() { }          public static HungrySingleton getInstance() {         return instance;     } }

餓漢式單例在類創(chuàng)建的同時就已經(jīng)創(chuàng)建好一個靜態(tài)的對象供系統(tǒng)使用，以后不再改變，所以是線程安全的，可以直接用于多線程而不會出現(xiàn)問題。

其他

除了上面所說的之外之外，還有雙檢鎖/雙重校驗鎖(DCL，即 double-checked  locking)式、登記式/靜態(tài)內(nèi)部類式、枚舉式等方式實現(xiàn)單例。

總結(jié)

單例模式的優(yōu)點：

• 單例模式可以保證內(nèi)存里只有一個實例，減少了內(nèi)存的開銷。

• 可以避免對資源的多重占用。

• 單例模式設(shè)置全局訪問點，可以優(yōu)化和共享資源的訪問。

單例模式的缺點：

• 單例模式一般沒有接口，擴展困難。如果要擴展，則除了修改原來的代碼，沒有第二種途徑，違背開閉原則。

• 在并發(fā)測試中，單例模式不利于代碼調(diào)試。在調(diào)試過程中，如果單例中的代碼沒有執(zhí)行完，也不能模擬生成一個新的對象。

• 單例模式的功能代碼通常寫在一個類中，如果功能設(shè)計不合理，則很容易違背單一職責(zé)原則。

感謝各位的閱讀，以上就是“如何實現(xiàn)單例設(shè)計模式”的內(nèi)容了，經(jīng)過本文的學(xué)習(xí)后，相信大家對如何實現(xiàn)單例設(shè)計模式這一問題有了更深刻的體會，具體使用情況還需要大家實踐驗證。這里是創(chuàng)新互聯(lián)，小編將為大家推送更多相關(guān)知識點的文章，歡迎關(guān)注！