单例模式

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引言

上篇博客我们介绍了设计模式的六大基本原则，从今天开始我们一起来看几种常见的设计模式，设计模式在代码编写中用途非常广泛，正因为如此，一位优秀的程序员，肯定也是可以灵活运用常见设计模式的。那么今天介绍的就是单例模式

简介

单例模式：确保每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。

使用场景

确保一个类只有一个对象的场景，避免多个对象消耗过多的资源，或者某种类型的对象只应该只有一个，例如：创建一个对象需要消耗的资源过多，如果访问IO和数据库等资源，这就要使用单例模式。

注意

1.构造函数不对外开放，一般为private
2.通过一个静态方法，或者每句返回单例类对象。
3.确保单例类的对象只有一个，尤其是在多线程的环境下。
4.确保单例对象在反序列化的时候不会重新构建对象

单例模式的实现

一).饿汉模式

class  Text {
    //构造函数私有化
    private Text(){}

    private static final Text text = new Text();
    //对外暴露，获取单例对象的接口
    public static Text getText() {
        return text;
    }

}

评价:虽然实现了单例模式，一开始类就进行了实例化，即使没有用到此实例，也占用了资源。从而导致了资源的浪费。

二).懒汉模式

class  Text {

    private Text(){}

    private static  Text text;

    public static synchronized Text getText() {
        if(text == null){
            text = new Text();
    }
        return text;

}

评价:虽然满足了上面的问题，只有在使用的时候才进行实例化，但是还有一个问题，就是，当需要使用的时候，需要进行实例化，会降低反应时间，用户体验不佳。

三).Double Check Lock（DCL）实现单例

class  Text {
    private Text(){}
    private static  Text text = null;
    public static  Text getText() {
        if(text == null){
            synchronized (Text.class){
                if(text == null){
                    text = new Text();
                    }
                }
        }
        return text;
    }
}

简介:很多初学者可能回不明白这个过程，为什么要进行两次判空，我们现在就来介绍，首先我们看这行代码。

 text = new Text();

其实上行代码并不是一个原子操作，也就是说不是一步完成的。大概做了以下几步。
1.给text的实例分配内存。
2.调用Text()的构造函数，初始化成员字段。
3.将text对象，指向分配的内存空间，（此时的text才不是null）
为了确保1-2-3执行顺序的不确定，所以使用了以上操作，当然在JDK1.5之后就使用volatile关键词就可以了。

四).静态内部类实现单例

简介:DCL在一定程度上解决了资源消耗，多余的同步，线程安全等问题，但是，他还是会在某种情况下出现问题，这个问题被称为双重检查锁定（DCL）失效，

class  Text {
    private Text(){}
    public static  Text getText() {
        return TextHolder.text;
    }
    //静态内部类
    private static class TextHolder{
        private static final Text text = new Text();
    }
}

评价:当第一次加载的时候不会对Text进行实例化，只有当第一次调用getText()的时候才会倒置虚拟机加载TextHolder类，然后进行对象的实例化，这种方式不仅解决了资源浪费的问题，还解决了线程安全，也能够保证单例对象的唯一性，同事延迟了单例的实例化，所以这是推荐的一种方式。

五).枚举实现单例

简介:枚举实现单例是推荐的方法，有以下好处
1.线程安全 
2.不会因为序列化而产生新实例 
3.防止反射攻击

public enum Text {
    INSTANCE;
    public void doSomething(){
        System.out.print("do sth.");
    }
}

六).使用容器的方式实现单例

简介:这是一种将多个单例类注入到一个统一打管理容器中，给每个单例类设置相应的Key，然后保存到容器中，需要的时候再取出。

public class Text {
    private static Map<String,Object> objectMap = new HashMap<String, Object>();

    private Text(){}

    public static void registerService(String key,Object instance){
        if(!objectMap.containsKey(key)){
            objectMap.put(key,instance);
        }
    }

    public static Object getService(String key){
        return objectMap.get(key);
    }
}

总结

总是单例模式的实现规则多种多样，具体选择哪种方法，还需要根据实际情况进行推敲，如果无法确定使用那种情况的，建议使用枚举，或者静态内部类的方式实现。