23种设计模式-单例模式

23种设计模式-单例模式

产生背景

某些情况，如：线程池，一个项目中总线程数量以及生命周期，可能需要统一控制；如果线程池自身可创建多个实例，那么就无法统一控制，此时，只要能控制线程池对象的数量为一个，那么就可以实现统一控制的目标；

注意：现实中真正使用纯的单例模式并不多；
如：spring bean ，通过配置来决定是否使用单例；线程池、连接池也并未使用单例(如果完全使用单例，就没办法根据业务配置多个线程池和多数据源连接池)

概念

整个项目或系统的生命周期内，只创建一个对象；

原理

本质：

更像是一个能创建类自身实例的工具类；

• 关闭构造器

  防止外部类通过new 创建实例

• 类内部创建一个实例

  逻辑由内部实现；

• 对外只提供一个获取实例的 静态 方法

  对外提供使用接口；

使用场景

只能创建一个对象的场景

实现方式

• 懒汉模式

概念相关：

所谓懒，就是在需要时才创建，不需要就不创建；所谓的需要就是调用；

优点：

第一次调用时产生对象，不需要提前创建一个可能永不使用的对象；

缺点：

创建时存在锁竞争；使用时需要null检查；

public class SingleModel{
    //关闭构造器，防止通过new 创建
    private SingleModel(){}
    public static SingleModel getInstance(){
       //第一次判断，防止进入锁判断
       if (null == INSTANCE){
           //加锁
           synchronized (INSTANCE){
               //二次判断，防止并发操作：多个线程同时竞争锁，第一个执行结束释放锁后，第二个进程等待获取锁后，又重新创建一次对象；
               if (null == INSTANCE){
                   INSTANCE = new SingleModel();
               }
           }
       }
       return INSTANCE;
    }
}

• 饿汉模式

概念相关

所谓饿，就是在需要对象之前就已经创建，需要时直接返回已经创建的对象即可；

优点：

使用时，不需要每次都进行null检查，和锁竞争；减小性能消耗；

缺点：

提前创建对象，可能对象永远不会使用；

public class SingleModel{
    //关闭构造器，防止通过new创建对象
    private SingleModel(){}
    //类加载时创建：通过类加载的线程安全特性创建实例
    private static final SingleModel INSTANCE = new SingleModel();

    //直接返回实例
    public static SingleModel getInstance(){
       return INSTANCE;
    }
}

• 折中模式

优点：

集成了懒汉和饿汉的所有优点；对象延迟创建；线程安全，无需要检查和加锁；

原理：

A：类在第一次使用时才会加载（import并不会加载）

B：类加载本身是线程安全的

C：内部类可以调用外部类的私有构造器

D：通过内部类的延迟加载，实现实例的延迟创建；通过内部类加载的线程安全性，创建静态属性引用外部对象；

public class SingleModel{
    //关闭构造器，防止通过new创建对象
   private SingleModel(){}

   //内部类:静态属性-引用外部对象
   private static class SingleInstanceModel{
       private static final SingleModel INSTANCE = new SingleModel();
   }

   //第一调用时，才开始加载内部类，又通过内部类（类加载的线程安全性）的加载，生成外部对象；
   public static SingleModel getInstance(){
       return SingleInstanceModel.INSTANCE;
   }

实际场景

主要开源项目中，真正使用纯的单例模式的例子并不多。