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单例模式(单例设计模式)详解

在开发中,有时候为了节省内存资源,保证数据内容的一致性,对某些类要求只能创建一个实例,这就是所谓的单例模式。

单例模式的定义与特点

单例模式,顾名思义,用来保证一个对象只能创建一个实例,除此之外,它还提供了对实例的全局访问方法。
单例模式有三个特点:
  • 单例类只有一个实例对象;
  • 该单例对象必须由单例类自行创建;
  • 单例类对外提供一个访问该单例的全局访问方法。
单例模式的结构
单例模式的主要角色如下:
单例类:包含一个实例且能自行创建这个实例的类;
访问类:使用单例的类。
单例模式的实现
单例模式通常有两种实现形式。
1、懒汉式单例
/** * 懒汉式单例 * 特点:加载时没有生成单例,只有当第一次调用getInstance方法时才去创建这个单例 * 注意:注意:如果编写的是多线程程序,则不要删除上例代码中的关键字 volatile 和 synchronized,否则将存在线程非安全的问题。如果不删除这两个关键字就能保证线程安全,但是每次访问时都要同步,会影响性能,且消耗更多的资源,这是懒汉式单例的缺点。 */public class LazySingleton { /* * 保证instance在所有线程中同步 * */ private static volatile LazySingleton instance = null;
/* * private避免类在外部被实例化 * */ private LazySingleton() {}
/* * 公共的访问单例全局方法 * */ public static synchronized LazySingleton getInstance() { if (instance == null) { instance = new LazySingleton(); } return instance; }}
2、饿汉式单例
/** 饿汉式单例* 特点:一旦加载就创建一个单例,保证在调用getInstance方法之前单例就已存在* 饿汉式单例在类创建的同时就已经创建好一个静态的对象供系统使用,以后不再改变,所以是线程安全的,可以直接用于多线程而不会出现问题。 * */public class HungrySingleton { private static final HungrySingleton instance = new HungrySingleton();
private HungrySingleton() {}
public static HungrySingleton getInstance() { return instance; }}
单例模式的使用场景
在一个系统中,要求一个类有且仅有一个对象,如果出现多个对象就会出现“不良反应”,可以使用单例模式,具体场景如下:
  • 要求生成唯一序列号的环境;

  • 在整个项目中需要一个共享访问点或共享数据,例如一个Web页面上的计数器,可以不用把每次刷新都记录到数据库中,使用单例模式保持计数器的值,并确保是线程安全的;

  • 创建一个对象需要消耗的资源过多,如要访问IO和数据库等资源,比如Laravel中的DB类和Log类等;

  • 需要定义大量的静态常量和静态方法的环境,可以采用单例模式。