单例模式的定义
指一个类只有一个实例，且该类能自行创建这个实例的一种模式。
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点。
优点与缺点
- 优点
- 单例模式可以保证内存里只有一个实例，减少了内存的开销。
- 可以避免对资源的多重占用。
- 单例模式设置全局访问点，可以优化和共享资源的访问。
- 缺点
- 单例模式一般没有接口，扩展困难。如果要扩展，则除了修改原来的代码，没有第二种途径，违背开闭原则。
- 在并发测试中，单例模式不利于代码调试。在调试过程中，如果单例中的代码没有执行完，也不能模拟生成一个新的对象。
- 单例模式的功能代码通常写在一个类中，如果功能设计不合理，则很容易违背单一职责原则。
应用场景
对于 Java 来说，单例模式可以保证在一个 JVM 中只存在单一实例。单例模式的应用场景主要有以下几个方面。
- 需要频繁创建的一些类，使用单例可以降低系统的内存压力，减少 GC。
- 某类只要求生成一个对象的时候，如一个班中的班长、每个人的身份证号等。
- 某些类创建实例时占用资源较多，或实例化耗时较长，且经常使用。
- 某类需要频繁实例化，而创建的对象又频繁被销毁的时候，如多线程的线程池、网络连接池等。
- 频繁访问数据库或文件的对象。
- 对于一些控制硬件级别的操作，或者从系统上来讲应当是单一控制逻辑的操作，如果有多个实例，则系统会完全乱套。
- 当对象需要被共享的场合。由于单例模式只允许创建一个对象，共享该对象可以节省内存，并加快对象访问速度。如 Web 中的配置对象、数据库的连接池等。
结构与实现
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。
实现
懒汉式单例
类加载时没有生成单例，只有当第一次调用 getlnstance 方法时才去创建这个单例
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() {}
public static synchronized LazySingleton getInstance() {
// getInstance 方法前加同步
if (instance == null) {
instance = new LazySingleton();
}
return instance;
}
}
上述的懒汉式单例可以通过反射进行破环，可以采用枚举类做单例，如下：
public enum Singleton {
INSTANCE;
public void doSomething() {
System.out.println("doSomething");
}
}
饿汉式单例
类一旦加载就创建一个单例，保证在调用 getInstance 方法之前单例已经存在了
public class HungrySingleton {
private static final HungrySingleton instance = new HungrySingleton();
private HungrySingleton() {}
public static HungrySingleton getInstance() {
return instance;
}
}
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