常用設計模式-單例模式

阿新 • • 發佈：2020-11-05

單例模式（Singleton Pattern）是 Java 中最簡單的設計模式之一。這種型別的設計模式屬於建立型模式，它提供了一種建立物件的最佳方式。

這種模式涉及到一個單一的類，該類負責建立自己的物件，同時確保只有單個物件被建立。這個類提供了一種訪問其唯一的物件的方式，可以直接訪問，不需要例項化該類的物件。

注意：

1、單例類只能有一個例項。
2、單例類必須自己建立自己的唯一例項。
3、單例類必須給所有其他物件提供這一例項。

應用例項：

1、一個班級只有一個班主任。
2、Windows 是多程序多執行緒的，在操作一個檔案的時候，就不可避免地出現多個程序或執行緒同時操作一個檔案的現象，所以所有檔案的處理必須通過唯一的例項來進行。

3、一些裝置管理器常常設計為單例模式，比如一個電腦有兩臺印表機，在輸出的時候就要處理不能兩臺印表機列印同一個檔案。

優點：

1、在記憶體裡只有一個例項，減少了記憶體的開銷，尤其是頻繁的建立和銷燬例項（比如管理學院首頁頁面快取）。
2、避免對資源的多重佔用（比如寫檔案操作）。

缺點：沒有介面，不能繼承，與單一職責原則衝突，一個類應該只關心內部邏輯，而不關心外面怎麼樣來例項化。

使用場景：

1、要求生產唯一序列號。
2、WEB 中的計數器，不用每次重新整理都在資料庫里加一次，用單例先快取起來。
3、建立的一個物件需要消耗的資源過多，比如 I/O 與資料庫的連線等。

注意事項：getInstance() 方法中需要使用同步鎖 synchronized (Singleton.class) 防止多執行緒同時進入造成 instance 被多次例項化。

實現

我們將建立一個SingleObject類。SingleObject類有它的私有建構函式和本身的一個靜態例項。

SingleObject類提供了一個靜態方法，供外界獲取它的靜態例項。SingletonPatternDemo類使用SingleObject類來獲取SingleObject物件。

步驟 1

建立一個 Singleton 類。

SingleObject.java

public class SingleObject {
 
   //建立 SingleObject 的一個物件
   private static SingleObject instance = new SingleObject();
 
    
//讓建構函式為 private，這樣該類就不會被例項化
   private SingleObject(){}
 
   //獲取唯一可用的物件
   public static SingleObject getInstance(){
      return instance;
   }
 
   public void showMessage(){
      System.out.println("Hello World!");
   }
}

步驟 2

從 singleton 類獲取唯一的物件。

SingletonPatternDemo.java

public class SingletonPatternDemo {
   public static void main(String[] args) {
 
      //不合法的建構函式
      //編譯時錯誤：建構函式 SingleObject() 是不可見的
      //SingleObject object = new SingleObject();
 
      //獲取唯一可用的物件
      SingleObject object = SingleObject.getInstance();
 
      //顯示訊息
      object.showMessage();
   }
}