如何通关设计模式之单例模式

Posted 2021-05-01 程序猿张先森

一、单例模式的定义

单例模式可谓是设计模式中最简单的一个，没有之一。它的作用也跟其名一样，单例单例，只能生成一个该类的实例。通常我们可以使用new来创建对象，想要多少女朋友就new多少女朋友。但是现在不行了，单例模式规定，你只准有一个女朋友。于是乎…

二、单例模式的实现

现在我们想要有一个女朋友，而且必须有且仅有一个，多了在一起会打架，所有我们现在该怎么做呢。

 1public class GirlFriend {
 2
 3    private static final GirlFriend girlFriend = new GirlFriend();
 4
 5    //私有构造器
 6    private GirlFriend(){
 7    }
 8
 9    public static GirlFriend getGirlFriend(){
10        return girlFriend;
11    }
12}

通过定义一个私有访问权限的构造函数，避免被别的类new出来一个女朋友，而只能通过GirlFriend自己new一个对象出来。通过对外提供一个静态的方法，可以返回该类自己new出来的对象。

好了，不用通过我们自己了new女朋友，这个女朋友就已经来到我们身边了，只需要通过GirlFriend.getSingleton()就可以牵着她的手去看星星看月亮了。

这种单例模式又称为饿汉式单例

三、单例模式的优缺点

优点：

• 单例模式在内存中只有一个实例，因此减少了内存的开支，也减少了系统的性能开销。

• 单例模式避免了对资源的多重利用。

• 可以通过单例模式创建共享资源等。

缺点：

• 单例模式没有接口，扩展很困难。

• 不便于测试。在并行开发环境下，如果单例模式没有完成，是无法进行测试的。

• 单例模式与单一职责原则冲突。

三、单例模式的扩展

对于上面的单例模式，不会出现线程同步问题，但是，下面这个…

 1public class GirlFriend {
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 3    private static final GirlFriend girlFriend = null;
 4
 5    //私有构造器
 6    private GirlFriend(){
 7    }
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 9    public static GirlFriend GirlFriend(){
10        if(girlFriend == null){
11            girlFriend = new GirlFriend();
12        }
13        return girlFriend;
14    }
15}

当我们正要获得女朋友，执行到代码girlFriend = new GirlFriend()时，此刻还没有获得到女朋友对象，突然来了另外一个人也想要女朋友，且已经执行到了(girlFriend == null)，这时他获得判断条件为真，于是我们两个一起执行下去，我获得了一个女朋友，他也获得了一个女朋友，虽然这是件皆大欢喜的事，可是，单例模式规定了只能存在一个女朋友。为了让别人不能有女朋友，我们可以这样做

 1public class GirlFriend {
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 3    private static final GirlFriend girlFriend = new GirlFriend();
 4
 5    //私有构造器
 6    private GirlFriend(){
 7    }
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 9    //使用synchronized修饰
10    public static GirlFriend GirlFriend(){
11        if(girlFriend == null){
12            synchronized (GirlFriend.class){
13                if(girlFriend == null){
14                    girlFriend = new girlFriend();
15                }
16            }
17        }
18        return girlFriend;
19    }
20}

没错，我们可以使用synchronized,要想获得女朋友，就必须要先获得监视器锁，这样可以避免在多线程下产生的线程同步问题。当然了我们也可以用synchronized直接修饰获得女朋友的方法。这种单例也叫做懒汉式单例。

对于个人而言饿汉式单例更为实用，它不仅不需要考虑同步问题，也避免了加锁带来的资源浪费。单例模式看起来还是十分简单的，在许多场景下我们都会看到单例模式的使用：

• 要求生成唯一序列号的环境

• 在整个项目中需要一个共享数据。

• 需要定义大量的静态常量和静态方法。

• 创建一个对象需要消耗的资源过多。