# 单例模式

单例模式属于创建型

模式动机

系统中对于某些类来说，只有一个实例是很重要的。比如，一个系统中可能存在多个打印任务，但是只能有一个工作。

如何保证一个类只有一个实例并且这个实例属于被访问？订单以一个全局变可以确保对象随时可以被访问，但不能防止我们实例化多个对象

一个更好的解决办法是让类自身负责保存它的唯一实例,并且提供一个·该实例的方法。这就是单例的模式动机
模式定义

单例模式(Singleton Pattern)：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。单例模式又名单件模式或单态模
模式结构

就是一个简单对象

模式代码

单例模式的写法较多具体有如下写法

方式一懒汉式->线程不安全

package com.chenfeng.designtwo.creational_pattern.single;

/**
 * 懒汉式，不存在创建对象，在多线程情况下，线程不安全的
 */


public class SingleLazyThreadNosafe {
    private static SingleLazyThreadNosafe singleLazyThreadNosafe = null;
    SingleLazyThreadNosafe(){}
    public static SingleLazyThreadNosafe getInstance(){
        if (singleLazyThreadNosafe == null) {
            singleLazyThreadNosafe = new SingleLazyThreadNosafe();
        }
        return singleLazyThreadNosafe;
    }


}

方式二懒汉式->线程安全

package com.chenfeng.designtwo.creational_pattern.single;

/**
 * 加方法锁，造成效率低
 */
public class SingleLazy {
    private static SingleLazyThreadNosafe singleLazyThreadNosafe = null;
    private SingleLazy(){}
    public static synchronized SingleLazyThreadNosafe getInstance(){
        if (singleLazyThreadNosafe == null) {
            singleLazyThreadNosafe = new SingleLazyThreadNosafe();
        }
        return singleLazyThreadNosafe;
    }

}

方式三饿汉式->静态常量

package com.chenfeng.designtwo.creational_pattern.single;

/**
 * 饿汉（静态常量）
 * 优点：类加载的时候就完成实例化，避免了线程同步问题
 * 缺点：如果类从始至终没有使用过可能会造成内存浪费、
 */
public class SingleHungry {
    private static final SingleHungry singleHungry = new SingleHungry();
    private SingleHungry(){}
    public static SingleHungry getInstance(){
        return singleHungry;
    }
}

方式四饿汉式->静态代码块

package com.chenfeng.designtwo.creational_pattern.single;

/**
 * 静态代码块
 */
public class SingleHungeryStatic {
    private static SingleHungeryStatic singleHungeryStatic ;

    private SingleHungeryStatic() {
    }
    static {
        singleHungeryStatic = new SingleHungeryStatic();
    }
    public static SingleHungeryStatic getInstance() {
        return singleHungeryStatic;
    }
}

方式五双重检查

package com.chenfeng.designtwo.creational_pattern.single;

/**
 * 双重检查，在开始时需要加入voliter ，指令重排序问题
 */
public class SingleDoubleCheck {
    private static volatile SingleDoubleCheck singleDoubleCheck;
    private SingleDoubleCheck(){}
    public SingleDoubleCheck getInstance(){
        if (singleDoubleCheck == null) {
            synchronized (SingleDoubleCheck.class){
                if (singleDoubleCheck == null) {
                    singleDoubleCheck = new SingleDoubleCheck();
                }
            }
        }
        return  singleDoubleCheck;
    }

}

方式六枚举

package com.chenfeng.designtwo.creational_pattern.single;public enum  SingleEnum {    INSTANCE;    public void sayOK(){        System.out.println("ok");    }}

方式7静态内部类

package com.chenfeng.designtwo.creational_pattern.single;


public class SingleInnerClass {
 private static SingleInnerClass singleInnerClass;
 private SingleInnerClass(){}
 private static class SingletonmInstance{
     private static final SingleInnerClass INSTANCE = new SingleInnerClass();
 }
 public static SingleInnerClass getInstance(){
     return SingletonmInstance.INSTANCE;
 }
}

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。
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。
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。
适用场景

在以下情况下可以使用单例模式：
- 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，或者需要考虑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。
- 在一个系统中要求一个类只有一个实例时才应当使用单例模式。反过来，如果一个类可以有几个实例共存，就需要对单例模式进行改进，使之成为多例模式
总结
- 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。
- 单例模式只包含一个单例角色：在单例类的内部实现只生成一个实例，同时它提供一个静态的工厂方法，让客户可以使用它的唯一实例；为了防止在外部对其实例化，将其构造函数设计为私有。
- 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。
- 单例模式的主要优点在于提供了对唯一实例的受控访问并可以节约系统资源；其主要缺点在于因为缺少抽象层而难以扩展，且单例类职责过重。
- 单例模式适用情况包括：系统只需要一个实例对象；客户调用类的单个实例只允许使用一个公共访问点。

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