通过代码看懂设计模式——单例模式

单例模式作为一种目标明确、结构简单、理解容易的设计模式，在软件开发中使用频率相当

高，在很多应用软件和框架中都得以广泛应用。

1.主要优点

单例模式的主要优点如下：

(1) 单例模式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。

(2) 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。

(3) 允许可变数目的实例。基于单例模式我们可以进行扩展，使用与单例控制相似的方法来获

得指定个数的对象实例，既节省系统资源，又解决了单例单例对象共享过多有损性能的问

题。

2.主要缺点

单例模式的主要缺点如下：

(1) 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。

(2) 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。

(3) 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

果实例化的共享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，这将导致共享的单例对象状态的丢失。

3.适用场景

在以下情况下可以考虑使用单例模式：

(1) 系统只需要一个实例对象，如系统要求提供一个唯一的序列号生成器或资源管理器，或者

需要考虑资源消耗太大而只允许创建一个对象。

(2) 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。

package com.myzy.auth.designpatterns;

public class TestSingleTon {

    static class SingleTon {
        //私有构造方法
        private SingleTon() {

        }

        private static volatile SingleTon singleTon = null;

        /**
         * 假如在某一瞬间线程A和线程B都在调用getInstance()方法，此时instance对象为null值，均能通 过instance == null的判断。
         * 由于实现了synchronized加锁机制，线程A进入synchronized锁定的代 码中执行实例创建代码，线程B处于排队等待状态，必须等待线程A执行完毕后才可以进入 synchronized锁定代码。
         * 但当A执行完毕时，线程B并不知道实例已经创建，将继续创建新的实 例，导致产生多个单例对象，违背单例模式的设计思想，因此需要进行进一步改进，
         * 在 synchronized中再进行一次(instance == null)判断，这种方式称为双重检查锁定(Double-Check Locking)。
         * 使用双重检查锁定实现的懒汉式单例类完整代码如下所示
         * @return
         */
        private static SingleTon getInstance() {
            if (singleTon == null) {
                synchronized (SingleTon.class) {
                    if (singleTon == null) {
                        singleTon = new SingleTon();
                    }
                }
            }
            return singleTon;
        }

        /**
         * 需要注意的是，如果使用双重检查锁定来实现懒汉式单例类，需要在静态成员变量instance之 前增加修饰符volatile，被volatile修饰的成员变量可以确保多个线程都能够正确处理，
         * 且该代 码只能在JDK 1.5及以上版本中才能正确执行。由于volatile关键字会屏蔽Java虚拟机所做的一 些代码优化，可能会导致系统运行效率降低，
         * 因此即使使用双重检查锁定来实现单例模式也 不是一种完美的实现方式。
         */
    }
}