單例模式
單例模式(Singleton Pattern)是 Java 中最簡單的設計模式之一。這種類型的設計模式屬於創建型模式,它提供了一種創建對象的最佳方式。
這種模式涉及到一個單一的類,該類負責創建自己的對象,同時確保只有單個對象被創建。這個類提供了一種訪問其唯一的對象的方式,可以直接訪問,不需要實例化該類的對象。
注意:
1、單例類只能有一個實例。
2、單例類必須自己創建自己的唯一實例。
3、單例類必須給所有其他對象提供這一實例。
介紹
意圖:
保證一個類僅有一個實例,並提供一個訪問它的全局訪問點。
主要解決:
一個全局使用的類頻繁地創建與銷燬。
何時使用:
當您想控制實例數目,節省系統資源的時候。
如何解決:
判斷系統是否已經有這個單例,如果有則返回,如果沒有則創建。
關鍵代碼:
構造函數是私有的。
應用實例:
1、一個班級只有一個班主任。
2、Windows 是多進程多線程的,在操作一個文件的時候,就不可避免地出現多個進程或線程同時操作一個文件的現象,所以所有文件的處理必須通過唯一的實例來進行。
3、一些設備管理器常常設計爲單例模式,比如一個電腦有兩臺打印機,在輸出的時候就要處理不能兩臺打印機打印同一個文件。
優點:
1、在內存裏只有一個實例,減少了內存的開銷,尤其是頻繁的創建和銷燬實例(比如管理學院首頁頁面緩存)。
2、避免對資源的多重佔用(比如寫文件操作)。
缺點:沒有接口,不能繼承,與單一職責原則衝突,一個類應該只關心內部邏輯,而不關心外面怎麼樣來實例化。
使用場景:
1、要求生產唯一序列號。
2、WEB 中的計數器,不用每次刷新都在數據庫里加一次,用單例先緩存起來。
3、創建的一個對象需要消耗的資源過多,比如 I/O 與數據庫的連接等。
注意事項:getInstance() 方法中需要使用同步鎖 synchronized (Singleton.class) 防止多線程同時進入造成 instance 被多次實例化。
實現
我們將創建一個 SingleObject 類。SingleObject 類有它的私有構造函數和本身的一個靜態實例。
SingleObject 類提供了一個靜態方法,供外界獲取它的靜態實例。SingletonPatternDemo,我們的演示類使用 SingleObject 類來獲取 SingleObject 對象。
1、創建一個 Singleton 類。
public class SingleObject {
//創建 SingleObject 的一個對象
private static SingleObject instance = new SingleObject();
//讓構造函數爲 private,這樣該類就不會被實例化
private SingleObject(){}
//獲取唯一可用的對象
public static SingleObject getInstance(){
return instance;
}
public void showMessage(){
System.out.println("Hello World!");
}
}
2、從 singleton 類獲取唯一的對象。
public class SingletonPatternDemo {
public static void main(String[] args) {
//不合法的構造函數
//編譯時錯誤:構造函數 SingleObject() 是不可見的
//SingleObject object = new SingleObject();
//獲取唯一可用的對象
SingleObject object = SingleObject.getInstance();
//顯示消息
object.showMessage();
}
}
運行結果
參考
1、菜鳥教程