软件体系结构-单例模式

定义

确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点来访问这个唯一实例。

  • 某个类只能有一个实例（private static）
  • 必须自行创建这个实例（私有构造方法）
  • 必须向整个系统提供这个实例（public getInstance）

UML

单例模式的几种写法

饿汉式单例

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//在类被加载时就创建
private static Singleton instance = new Singleton();

懒汉式单例

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//在被引用时才加载
private static Singleton instance = null;

public static LazySingleton getInstance() {
	if (instance == null) {
		instance = new LazySingleton();
 	}
	return instance;
}

懒汉式与双重检查锁定

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public class DoubleLockSingleton {
    private volatile static DoubleLockSingleton instance;

    private DoubleLockSingleton(){}

    public static DoubleLockSingleton getInstance(){
        //第一重判断
        if(instance == null){
            //锁定代码块
            synchronized (DoubleLockSingleton.class){
                //第二重判断
                if(instance == null){
                    instance = new DoubleLockSingleton();
                }
            }
        }
        return instance;
    }
}

静态内部类实现单例（Java最好的实现方式）

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public class IoDHSingleton {
    private IoDHSingleton(){}

    //静态内部类
    private static class HolderClass{
        private final static IoDHSingleton instance = new IoDHSingleton();
    }

    public static IoDHSingleton getInstance(){
        return HolderClass.instance;
    }
}

枚举类实现单例模式

饿汉与懒汉：

  • 饿汉：无须考虑多个线程同时访问的问题；调用速度和反应时间优于懒汉式单例；资源利用效率不及懒汉式单例；系统加载时间可能会比较长
  • 懒汉：实现了延迟加载；必须处理好多个线程同时访问的问题；需通过双重检查锁定等机制进行控制，将导致系统性能受到一定影响

优点

  • 提供了对唯一实例的受控访问
  • 可以节约系统资源，提高系统的性能
  • 允许可变数目的实例（多例类）

缺点

  • 扩展困难（缺少抽象层）
  • 单例类的职责过重
  • 由于自动垃圾回收机制，可能会导致共享的单例对象的状态丢失

适用

  • 系统只需要一个实例对象，或者因为资源消耗太大而只允许创建一个对象
  • 客户调用类的单个实例只允许使用一个公共访问点，除了该公共访问点，不能通过其他途径访问该实例