设计模式-创建型-单例模式

介绍

单例模式是一种创建型设计模式 👷，能够保证一个类只有一个实例，并提供一个访问该实例的全局节点。

特点

保证一个类只有一个实例。最常见的原因是控制某些共享资源，例如数据库或文件的访问权限。它的运作方式是这样的，如果此时你创建了一个对象，过一会你决定再创建一个对象，但是此时你会获得刚才已经创建好的对象，而不会产生一个新对象。⚠️ 要注意的是，普通构造函数无法实现，构造函数的设计决定了它一定要产生一个新对象。
为该实例提供一个全局访问节点，单例模式允许在程序任何地方访问特定对象。但是它可以保护该实例不会被其他代码所覆盖。

解决方案

将默认构造函数设置为私有，防止其他对象使用单例类的 new 关键字进行实例化。

新建一个静态构造方法作为构造函数。该函数会调用私有构造函数来创建对象，无论何时调用该方法，它总是会返回相同的对象。

public class Singleton {

    public static Singleton instance;

    private Singleton() {}

    public static Singleton getInstance() {
        ...
        ...
        ...
    }
}

懒汉模式

public static Singleton getInstance() {
    if (Objects.isNull(instance)) {
        instance = new Singleton();
    }
    return instance;
}

这种方式实现起来十分简单，但是如果多线程访问单例对象，无法保证线程安全。

public static synchronized Singleton getInstance() {
    if (Objects.isNull(instance)) {
        instance = new Singleton();
    }
    return instance;
}

使用 synchronized 关键字控制多线程访问，同一时刻只有一个线程可以进入代码块，确保了线程安全。但是这种方式会降低程序运行效率。

public static Singleton getInstance() {
    if (Objects.isNull(instance)) {
        synchronized (Singleton.class) {
            if (Objects.isNull(instance)) {
                instance = new Singleton();
            }
        }
    }
    return instance;
}

使用双重校验的方式，既确保了线程安全，也不会影响程序运行效率。但是有出现空指针的风险。

public static Singleton getInstance() {
    return StaticSingletonHolder.INSTANCE;
}

private static class StaticSingletonHolder {
    private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
}

使用静态内部类的方式，确保不会重复创建对象，也不会影响程序效率。并且还是懒加载的方式，内存方面也处理的非常好。

饿汉模式

private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();

public static Singleton getInstance() {
    return INSTANCE;
}

使用 final 静态成员变量，当类第一次加载到内存中的时候就完成了初始化，保证了线程安全。

public static SingletonUsingEnum getInstance() {
    return SingletonUsingEnum.INSTANCE;
}

private enum SingletonUsingEnum {
    INSTANCE;
}

使用枚举的方式，可以保证不会重复创建对象，线程安全。还可以避免反射和序列化等带来的问题。是实现单例模式最好的方式。

总结

这是重新学习单例模式的笔记，其中可能有很多地方写的不对，写得不好，欢迎大家指正 👏。

最后编辑于：2020.11.05 14:44:14