读懂 Java 设计模式 | 单例模式

读懂 Java 设计模式 | 单例模式

设计模式

• 设计模式按照功能可以分为三种：创建型模式、结构型模式、行为型模式。

• 创建型模式：工厂方法模式、抽象方法模式、单例模式、建造者模式、原型模式。
• 结构型模式：适配器模式、装饰器模式、代理模式、外观模式、桥接模式、组合模式、享元模式。
• 行为型模式：策略模式、模板方法模式、观察者模式、迭代子模式、责任链模式、命令模式、备忘录模式、状态模式、访问者模式、中介者模式、解释器模式。

单例设计模式

设计模式实在大量的实践中总结和理论化但之后优选的代码结构、编程风格、以及解决问题的思考方式。设计模式免去我们自己再思考和摸索。设计模式就像是静帝纳的棋谱，不同的器具，采用不同的棋谱（套路）。

所谓类的单例设计模式，就是采取一定的方法保证在整个软件系统中，对某个类只能存在一个对象实例，并且该类只提供一个取得其对象实例的方法。如果要让类在一个虚拟机中只能产生一个对象，首先必须将类的构造器的访问权限设置为 private ，这样，就不能用 new 操作符在类的外部产生类的对象了，但在类内部仍可以产生该类的对象。因为在类的外部开始还无法得到类的对象，只能调用该类的某个静态方法以返回类内部创建的对象，静态方法只能访问类中的静态成员变量，所以，只想类内部产生的该类对象的变量也必须定义成静态的。

单例模式的实现

• 单例模式的饿汉式代码实现：
  

class Bank {
    // 1. 私有化类的构造器
    private Bank(){
    }
    // 2. 内部创建类的对象
    // 4. 要求此对象也必须声明为静态的
    private static Bank instance = new Bank();
    // 3. 提供公共的静态的方法，返回类的对象
    public static Bank getInstance() {
        return instance;
    }
}
// 此时再通过 getInstance 方法获取到类都是同一个对象。

单例模式的懒汉式代码实现：

class Bank {
    // 1. 私有化类的构造器
    private Bank(){
    }
    // 2. 声明类的对象，没有初始化
    // 4. 要求此对象也必须声明为静态的
    private static Bank instance = null;
    // 3. 声明公共的静态的方法，返回类的对象
    public static Bank getInstance() {
        if(instance == null) {
            instance = new Bank();
        }
        return instance;
    }
}

• 区分饿汉式和懒汉式

• 饿汉式：

• 好处：线程是安全的。
• 坏处：对象加载时间过长。

• 懒汉式：

• 好处：延迟对象的创建。
• 坏处：目前的线程不安全。

单例模式的使用场景

• 单例模式的优点：由于单例模式只生成了一个实例，减少了系统性能开销，当一个对象的产生需要比较多的资源时，如读取配置、产生其他依赖对象时，则可以通过在应用启动时直接产生一个单例对象，然后永久驻留内存的方式来解决。

• 举个栗子：

• java.lang.Runtime

public class Runtime {
    private static Runtime currentRuntime = new Runtime();
    public static Runtime getRuntime() {
        return currentRuntime
    }
    private Runtime(){}
}

• 网站的计数器：一般也是单例模式，否则难以同步。

• 应用程序的日志应用：一般都是使用单例模式实现，这一版是由于共享的日志文件一直处于打开状态，因为只能有一个实例去操作，否则内容不好追加。

• 数据库连接池的设计一般也是采用单例模式，因为数据库连接是一种数据库资源。

• 项目中，读取配置文件的类，一般也只有一个对象。没有必要每次使用配置文件数据，都生成一个对象去读取。

• Application 也是单例的典型应用。

• Windows 的 Task Manager(任务管理器) 就是很典型的单例模式。

• Windows 的 Recycle Bin(回收站) 也是很典型的单例应用。在整个系统运行过程中，回收站一直维护着仅有的一个实例。