菜鸟之路：23种设计模式之——单例模式

短命女 2022-05-17 23:46 165阅读 0赞

# 什么是单例模式？ #

保证一个类仅有一个实例，并提供一个访问它的全局访问点。

# 什么时候用到它呢？ #

通常我们可以让一个全局变量使得一个对象被访问，但它不能防止你实例化多个对象。一个最好但的方法就是，让类自身负责保存它的唯一实例。这个类可以保证没有其他实例可以被创建，并且它可以提供一个访问该实例的方法。

# 单例模式有什么好处呢？ #

1、单例模式可以保证唯一的实例。

2、单例模式因为Singleton类封装它的唯一实例，这样它可以严格地控制客户怎样访问它以及何时访问它。简单地说就是对唯一实例的受控访问。

# 单例模式分为饿汉单例模式和懒汉单例模式。 #

饿汉单例模式：静态初始化的方式是在自己被加载时就将自己实例化，所以被形象地称之为饿汉式单例模式。

懒汉单例模式：要在第一次被引用时，才会将自己实例化，所以就被称为懒汉式单例模式。

单例模式结构图：

![watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2xrcDE2MDM2NDU3NTY_size_16_color_FFFFFF_t_70][]

# 懒汉单例模式实现： #

Singleton类，定义一个GetInstance操作，允许客户访问它的唯一实例。GetInstance是一个静态方法，主要负责创建自己的唯一实例。

/**
     * 作者：LKP
     * 时间：2018/7/26
     */
    public class Singleton {
        private static Singleton instance;
    
        private Singleton(){}
    
        public static Singleton GetInstance(){
            if(instance == null){
                instance = new Singleton();
            }
            return instance;
        }
    }

构造方法让其private，这就堵死了外界利用new创建其实例的可能。

GetInstance（）方法是获得本类实例的唯一全局访问点。

若实例不存在，则new一个新实例，否则返回已有的实例。

客户端代码：

/**
     * 作者：LKP
     * 时间：2018/7/26
     */
    public class Client {
        public static void main(String[] args){
            Singleton s1 = Singleton.GetInstance();
            Singleton s2 = Singleton.GetInstance();
    
            if(s1 == s2){
                System.out.println("两个对象是相同的实例。");
            }
        }
    }

运行结果为：

![70][]

比较两次实例化后对象的结果是实例相同。

# 多线程时的单例 #

在多线程的程序中，多个线程同时，注意是同时访问Singleton类，调用GetInstance（）方法，会有可能造成创建多个实例的。

# 如何解决呢？ #

可以给进程一把锁来处理。synchronized是确保当一个线程位于代码的临界区时，另一个线程不进入临界区。如果其他线程试图进入锁定的代码，则它将一直等待（即被阻止），直到该对象被释放。

代码实现：

/**
     * 作者：LKP
     * 时间：2018/7/26
     */
    public class Singleton {
        private static Singleton instance;
    
        private Singleton(){}
    
        public static Singleton GetInstance(){
            synchronized (Singleton.class){
                if(instance == null){
                    instance = new Singleton();
                }
            }
    
            return instance;
        }
    }

由于有了synchronized，就保证了多线程环境下的同时访问也不会造成多个实例的生成。

每次调用GetInstance()都需要synchronized，这种做法会印象性能，所以还需要对该类进行改良。

改良之后的代码：

/**
     * 作者：LKP
     * 时间：2018/7/26
     */
    public class Singleton {
        private static Singleton instance;
    
        private Singleton(){}
    
        public static Singleton GetInstance(){
            if(instance == null){
                synchronized (Singleton.class){
                    if(instance == null){
                        instance = new Singleton();
                    }
                }
            }
    
            return instance;
        }
    }

先判断实例是否存在，不存在再加锁处理。

# 我们在外面已经判断能力instance实例是否存在，为什么在synchronized里面还需要在做一次instance实例是否存在的判断呢？ #

如果有两个线程调用GetInstance（）方法时，它们将都可以通过第一重instance==null的判断。由于synchronized机制，这两个线程只有一个进入，另一个在排队等待，必须要其中一个进入并出来后，另一个才能进入。但是此时如果没有了第二重instance是否为null的判断，则第一个线程创建了实例，而第二个线程还是可以继续再创建新的实例，这样就没有达到单例的目的。

# 饿汉单例模式实现： #

/**
     * 作者：LKP
     * 时间：2018/7/26
     */
    public class Singleton {
        private static final Singleton instance = new Singleton();
    
        private Singleton(){}
    
        public static Singleton GetInstance(){
            return instance;
        }
    }

这种加载方式是在自己被加载时就将自己实例化了。

[watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L2xrcDE2MDM2NDU3NTY_size_16_color_FFFFFF_t_70]: /images/20220518/5f51315930974c96a2e07699a844331b.png
[70]: /images/20220518/bcbbf34ffaa44df5924ed4a86cb389be.png