2.举世无双—单例模式

Posted 2023-03-05 苍山有雪，剑有霜

什么是单例模式(Singleton)？

单例模式确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。

这定义已经很明确了，那就是全局只能有这个类的一个实例，举世无双。

这种模式使用的场景实在是太多了，它就好像对某个类实行了“计划生育”政策，限制住了某个类的数量。例如某些类对象需要经常使用，但是如果不停的构造-析构又会消耗不必要的资源；又比如某个资源或文件只能够有一个对象，那就可以通过该模式实现全局的获取。

如何实现

那么如何让全局只有一个类呢？

——需要限制类对象创建，可以将构造函数声明为private，这样就不能在外部通过new来实现了。并且利用static仅有一个全局对象的特点来限制实例个数。

问题来了，既然构造函数已经被声明为private，怎么获得该类的对象呢？

——简单，在该类的内部声明一个静态成员函数即可。可以通过这个静态成员函数来获取类内部的对象。

单例模式的实现分为懒汉、饿汉模式，主要是从是否在类初始化的时候的创建对象，如果是，那就是饿汉模式，一刻都等不及。

懒汉模式：直到需要该实例的时候才创建对应的实例，最简单的实现。

public class Singleton   
    private static Singleton instance;  
    private Singleton ()  
  
	//需要的时候再创建对应的实例
    public static Singleton getInstance()   
    if (instance == null)   
        instance = new Singleton();  
      
    return instance;  
      

考虑到上面的代码线程不安全，可以通过加锁机制改为：

public class Singleton   
    private volatile static Singleton singleton;  
    private Singleton ()  
		//采用双检查锁，避免频繁加锁，性能较好
    public static Singleton getSingleton()   
    if (singleton == null)   
        synchronized (Singleton.class)   
        if (singleton == null)   
            singleton = new Singleton();  
          
          
      
    return singleton;  
      

注意，这里使用了两次判断，如果只使用一次判断加锁的话，在单例模式的使用过程中就会有很多次加锁操作。而这些加锁操作是可以避免的，这种方式被称为double-check。

**饿汉模式：类初始化的时候就建立该类的一个实例，**通过静态变量来实现。

public class SingleObject 
 
   //创建 SingleObject 的一个对象
   private static SingleObject instance = new SingleObject();
 
   //让构造函数为 private，这样该类就不会被实例化
   private SingleObject()
 
   //可以通过该API获取唯一可用的对象
   public static SingleObject getInstance()
      return instance;
   
 
   public void showMessage()
      System.out.println("Hello World!");
   

总结

总之，单例模式的核心就是**保证类对象只有一个。**而具体的实现方式则是为了应对不同场景、性能要求而选择的。

参考资料

《大话设计模式》