设计模式——1、单例模式

一、核心作用

保证一个类只有一个实例，并且提供一个访问该实例的全局访问点。

二、常见的应用场景

Windows中的任务管理器、回收站就是典型的单例模式，无论你打开多少个任务管理器，始终打开的是同一个任务管理器。
网站的计数器，一般也是采用的单例模式，否则难以同步。
数据库的连接池设计一般也是采用的单例模式，因为数据库连接池是一种数据库资源。
Application也是单例的典型应用（Servlet编程中会涉及到）
在Spring中，每个Bean默认就是单例的，这样做的有点是Spring容器可以管理。
在Servlet编程中，每个Servlet也是单例的。
SpringMVC框架中，每个控制器也是单例的。

三、单例模式的优点

由于单例模式只生成一个实例，减少了系统性能的开销，当一个对象的产生需要较多的资源时，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解决。
单例模式可以在系统设置全局的访问点，优化环共享资源的访问，例如可以设计一个单例，负责所有数据库表的映射处理。

四、常见的物种单例模式的实现方式 1、饿汉式（线程安全，调用效率高，但是不能延迟加载）

package com.lxj.singleton;


public class SingletonDemo1 {

    //类初始化时，立即加载这个对象（没有延迟加载的优势）。加载类时，天然的是线程安全的。
    private static SingletonDemo1 a = new SingletonDemo1();//类初始化的时候就加载这个对象

    private SingletonDemo1(){//构造器私有

    }

    //唯一获取这个对象的入口。方法没有同步，调用效率高
    public static SingletonDemo1 getA(){
        return a;
    }

}

饿汉式单例模式代码中，static变量会在类加载的时候进行初始化，这样也不会涉及到多个线程对象访问该对象的问题。虚拟机保证只会加载一次该类，肯定不会发生并发的问题，因此可以省略Synchronized关键字。
问题：如果是只加载本类，而没有调用这个getA，甚至永远也不调用，就会造成资源的浪费。

2、懒汉式（单例对象延迟加载）

package com.lxj.singleton;


public class SingletonDemo2 {

    //类初始化时，不初始化这个对象（延时加载，真正用到的时候再加载）
    private static SingletonDemo2 a;

    private SingletonDemo2(){

    }

    //方法同步，调用效率底
    public static synchronized SingletonDemo2 getA(){
        if(a ==null){
            a = new SingletonDemo2();
        }
        return a;
    }


}

问题：资源利用率高了。但是每次调用getA()方法都要进行同步，并发效率低了。

3、双重检测锁模式（实际工作中基本不用）

这个模式将同步内容下放到if内部，提高了执行的效率，不必每次获取对象的时候都要同步，只有第一次才同步，创建以后就没必要了。
问题：由于编辑器优化原因和JVM底层内部模型原因，偶尔会出现问题，不建议使用。

4、静态内部类实现方式（也是一种懒加载）

优点：线程安全、调用效率高、懒加载

package com.lxj.singleton;


public class SingletonDemo3 {

    //静态内部类，里面创建对象
    private static class SingletonA{
        private static final SingletonDemo3 A = new SingletonDemo3();
    }
    //构造器私有
    private SingletonDemo3(){

    }
    public static SingletonDemo3 getA(){
        return SingletonA.A;
    }

}

外部类没有static 属性，则不会像饿汉那样立即加载对象。
只有真正调用getA()，才会加载静态内部类。加载类时是线程安全的。A是static final类型，保证了内存中只有一个这样的实例存在，而且只能被赋值一次，从而保证了线程的安全性。
兼并了高并发调用和延时加载的优势。

5、使用枚举实现单例模式

package com.lxj.singleton;


public enum SingletonDemo4 {

    //这个枚举元素本身就是单例对象
    A;

    //添加自己需要的方法
    public void singletonOperation(){

    }



}

总结测试类：

package com.lxj.singleton;


public class test {

    public static void main(String[] args) {
        SingletonDemo1 a1 = SingletonDemo1.getA();
        SingletonDemo1 a2 = SingletonDemo1.getA();
        System.out.println(a1);
        System.out.println(a2);
        //com.lxj.singleton.SingletonDemo1@1540e19d
        //com.lxj.singleton.SingletonDemo1@1540e19d


        System.out.println(SingletonDemo4.A == SingletonDemo4.A);
        //true
    }
}

总结：常见的五种单例模式的实现方式
– 主要：

饿汉式（线程安全，调用效率高，不能延时加载）
懒汉式（线程安全，调用效率不高，可以延时加载）

–其他：

双重检测锁模式（由于JVM底层内部模型原因，偶尔会出现问题，不建议使用）。
静态内部类方式（线程安全，调用效率高，可以延时加载）。
枚举类（线程安全，调用效率高，不能延时加载）

如何选用
单例对象占用资源少，不需要延时加载：枚举好于饿汉式
单例模式占用资源多，需要延时加载，静态内部类好于懒汉式

设计模式——1、单例模式

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