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文章目录
  1. 1. 模式定义
  2. 2. 模式结构
  3. 3. UML图
  4. 4. 代码实现
    1. 4.1. Singleton.java
    2. 4.2. 测试类
  5. 5. 模式分析
  6. 6. 单例模式的优点
  7. 7. 单例模式的缺点

我们前面已经学习了简单工厂模式,工厂方法模式,抽象工厂模式，今天我们来学习下同样是创建型模式的 单例模式 (Singleton Pattern)。

模式定义

单例模式确保某一个类只有一个实例，而且自行实例化并向整个系统提供这个实例，这个类称为单例类，它提供全局访问的方法。

模式结构

单例模式包含如下角色：

Singleton： 单例

UML图

代码实现

Singleton.java

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public class Singleton {
    private static Singleton sSingleton;

    //将构造函数私有化
    private Singleton() {
    }

    //提供一个全家的静态方法
    public static Singleton getSingleton() {
        if (sSingleton == null) {
            sSingleton = new Singleton();
        }
        return sSingleton;
    }

    public void singletonOperation() {
        System.out.println("singletonOperation");
    }
}

测试类

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public class MyClass {

    public static void main(String[] args) {
        Singleton singleton = Singleton.getSingleton();
        singleton.singletonOperation();
    }
}

模式分析

单例模式的目的是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。单例模式包含的角色只有一个，就是单例类——Singleton。单例类拥有一个私有构造函数，确保用户无法通过new关键字直接实例化它。除此之外，该模式中包含一个静态私有成员变量与静态公有的工厂方法，该工厂方法负责检验实例的存在性并实例化自己，然后存储在静态成员变量中，以确保只有一个实例被创建。

在单例模式的实现过程中，需要注意如下三点：

  • 单例类的构造函数为私有；
  • 提供一个自身的静态私有成员变量；
  • 提供一个公有的静态工厂方法。

单例模式的优点

  • 提供了对唯一实例的受控访问。因为单例类封装了它的唯一实例，所以它可以严格控制客户怎样以及何时访问它，并为设计及开发团队提供了共享的概念。

  • 由于在系统内存中只存在一个对象，因此可以节约系统资源，对于一些需要频繁创建和销毁的对象，单例模式无疑可以提高系统的性能。

  • 允许可变数目的实例。我们可以基于单例模式进行扩展，使用与单例控制相似的方法来获得指定个数的对象实例。

单例模式的缺点

  • 由于单例模式中没有抽象层，因此单例类的扩展有很大的困难。

  • 单例类的职责过重，在一定程度上违背了“单一职责原则”。因为单例类既充当了工厂角色，提供了工厂方法，同时又充当了产品角色，包含一些业务方法，将产品的创建和产品的本身的功能融合到一起。

  • 滥用单例将带来一些负面问题，如为了节省资源将数据库连接池对象设计为单例类，可能会导致共享连接池对象的程序过多而出现连接池溢出；现在很多面向对象语言(如Java、C#)的运行环境都提供了自动垃圾回收的技术，因此，如果实例化的对象长时间不被利用，系统会认为它是垃圾，会自动销毁并回收资源，下次利用时又将重新实例化，这将导致对象状态的丢失。

最后总结下，单例模式确保某一个类只有一个实例，而且自行实例化并向整个系统提供这个实例，这个类称为单例类，它提供全局访问的方法。单例模式的要点有三个：一是某个类只能有一个实例；二是它必须自行创建这个实例；三是它必须自行向整个系统提供这个实例。单例模式是一种对象创建型模式。

代码已经放到GitHub上了https://github.com/HJXANDHMR/DesignPattern。

参考
http://design-patterns.readthedocs.io/zh_CN/latest/creational_patterns/singleton.html

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  2. 2. 模式结构
  3. 3. UML图
  4. 4. 代码实现
    1. 4.1. Singleton.java
    2. 4.2. 测试类
  5. 5. 模式分析
  6. 6. 单例模式的优点
  7. 7. 单例模式的缺点