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单例 (Singleton)设计模式介绍

单例 (Singleton)设计模式

1.什么是设计模式?什么是单例设计模式?

设计模式:

  • 是在大量的实践中总结和理论化之后优选的代码结构、编程风格、 以及解决问题的思考方式。设计模免去我们自己再思考和摸索。就像是经典 的棋谱,不同的棋局,我们用不同的棋谱。”套路”

单例设计模式:

  • 所谓类的单例设计模式,就是采取一定的方法保证在整个的软件系统中,对某个类只能存在一个对象实例,并且该类只提供一个取得其对象实例的方法。 如果我们要让类在一个虚拟机中只能产生一个对象,我们首先必须将类的构 造器的访问权限设置为private,这样,就不能用new操作符在类的外部产生 类的对象了,但在类内部仍可以产生该类的对象。因为在类的外部开始还无 法得到类的对象,只能调用该类的某个静态方法以返回类内部创建的对象, 静态方法只能访问类中的静态成员变量,所以,指向类内部产生的该类对象 的变量也必须定义成静态的

单例设计模式分为两种:

  • 单例(Singleton)设计模式-饿汉式,单例(Singleton)设计模式-懒汉式

例:

饿汉式
class Singleton {
// 1.私有化构造器
private Singleton() {
}
// 2.内部提供一个当前类的实例
// 4.此实例也必须静态化
private static Singleton single = new Singleton();
// 3.提供公共的静态的方法,返回当前类的对象
public static Singleton getInstance() {
return single;
}
}

懒汉式
class Singleton {
// 1.私有化构造器
private Singleton() {
}
// 2.内部提供一个当前类的实例
// 4.此实例也必须静态化
private static Singleton single;
// 3.提供公共的静态的方法,返回当前类的对象
public static Singleton getInstance() {
if(single == null) {
single = new Singleton();
}
return single;
}
}

懒汉式暂时还存在线程安全问题,多线程可修复

单例设计模式的优点:

  • 由于单例模式只生成一个实例,减少了系统性能开销,当一个对象的 产生需要比较多的资源时,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 式来解决。

举例 java.lang.Runtime

image.png

应用场景

  • 网站的计数器,一般也是单例模式实现,否则难以同步。
  • 应用程序的日志应用,一般都使用单例模式实现,这一般是由于共享的日志 文件一直处于打开状态,因为只能有一个实例去操作,否则内容不好追加。
  • 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。
  • 项目中,读取配置文件的类,一般也只有一个对象。没有必要每次使用配置 文件数据,都生成一个对象去读取。
  • Application 也是单例的典型应用
  • Windows的Task Manager (任务管理器)就是很典型的单例模式
  • Windows的Recycle Bin (回收站)也是典型的单例应用。在整个系统运行过程 中,回收站一直维护着仅有的一个实例。
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