设计模式之单例模式

Posted 2021-11-27 dimple91

这篇我们学习的是单例模式，相信很多朋友都或多或少使用过这个模式。很多设计模式的入门，都把单例模式作为第一个的，但是因为我们是跟着书本学习，所以放在了第五个里面。那么，你使用过的单例模式是怎么样的呢？懒汉式？饿汉式？双重校验？静态？

先来看下定义，单例模式（Singleton Pattern）：用来创建独一无二的，只能有一个实例的对象的入场券。而且，单例模式的类图是所有设计模式中最简单的，事实上只有一个类。但是，尽管从类的设计上来说简单，实现上还是会遇见相当多的波折噢。

单例模式有什么用处？

有些对象其实我们只需要一个，比方说：线程池、缓存、对话框、处理偏好设置和注册表对象、日志对象等。事实上，这些对象只能以一个实例，如果制造出多个实例，就会导致许多问题的产生，例如：程序的行为异常、资源使用过量，或者就是不一致的结果。

剖析经典的单例模式实现

我们先来看下经典的单例模式的实现代码：

public class Singleton {

    private static Singleton uniqueInstance;
    
    private Singleton() {}
    
    public static Singleton getInstance() {
        if (uniqueInstance == null) {
            uniqueInstance = new Singleton();
        }
        return uniqueInstance;
    }
}

• 利用一个静态变量来记录Singleton类的唯一实例
• 把构造器声明为私有化，只有Singleton类才可以调用构造器
• 用getInstance()方法实例化对象，并返回这个实例

再仔细看下getInstance()方法，这里需要着重描述下。

1. uniqueInstance 拥有一个“实例”，而且是一个静态变量
2. 如果uniqueInstance是空的，表示还没有创建实例
3. 如果不存在，我们就利用私有的构造器产生一个Singleton实例并把它赋值到uniqueInstance静态变量中。请注意，如果我们不需要这个实例，他就永远不会产生。这就是“延迟实例化”（lazy instaniaze）
4. 如果uniqueInstance不是null，就表示之前已经创建过对象，我们就直接返回
5. 当执行到return语句，表示我们已经有实例，并将uniqueInstance当返回值

如果没有单例模式，这里有一个代码写的很小心的例子，看完你肯定会感受到单例模式的重要性。

上图中的公司有意识地防止不好的事情发生，对吧。但是，如果防不胜防，同事存在两个ChocolateBoiler实例，可能将发生很糟糕的事情。那么，如果有过个ChocolateBoiler实例存在，可能发生什么严重的事情呢？咋这个例子上，就是会产生资源的浪费，原料的溢出等等。

那么，你能根据经典的单例模式，写出这个巧克力工厂的单例模式吗？我们晚点揭晓。

定义单例模式

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。

这定义一点儿都不让人吃惊，但是让我们更深入一点儿：

• 到底怎么回事？我们正在把某个类设计成自己管理的一个单独实例，同时也避免其他类再自行产生实例。要想取得单例实例，通过单例类是唯一的途径
• 我们也提供对这个实例的全局访问点：当你需要实例时，向类查询，他会返回单个实例。前面的例子利用延迟实例化的方式创建单例，这种做法对资源敏感的对象特别重要。

那我们来看看单例的类图：

你看吧，之前就说过，这个单例模式只有一个类图，是不是很简单呢？仔细看看他吧。

但是，这些都只是单线程模式下的单例模式，参考上面这个巧克力工厂，如果是多线程模式下的单例，那又会是什么样的呢？经典的单例模式，能确保你在单线程下不出问题，但是，我们想要让人家效率更高，产量更大，势必需要多线程？

那么，请屏幕前的你，先好好想想，我们下次学习的时候，通过JVM原理，把这个烦恼给解决了。今天的学习就先到这里啦。

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