设计模式-单例模式

简介

单例模式(Singleton Pattern)是一个比较简单的模式。其定义是: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,原话:Ensure a class has only one instance, and provide a global point of access to it

单例模式的通用源代码如下:

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public class Singleton {
private static final Singleton singleton = new Singleton();
// 限制产生多个对象
private Singleton() {

}
// 通过该方法获得实例对象
public static Singleton getSingleton() {
return singleton;
}

public static void doSomething() {}
}

单例模式的应用

单例模式的优点

  • 由于单例模式在内存中只有一个实例,减少了内存开支。特别是一个对象需要频繁地创建、销毁时,而且创建或销毁时性能又无法优化,单例模式的优势就非常明显。
  • 由于单例模式只生成一个实例,所以减少了系统的性能开销,当一个对象的产生需要比较多的资源时,如读取配置、产生其他依赖对象时,则可以通过在应用启动时直接产生一个单例对象,然后用永久驻留内存的方式来解决。
  • 单例模式可以避免对资源的多重占用,例如一个写文件动作,由于只有一个实例存在内存中,避免对同一个资源文件的同时写操作。
  • 单例模式可以在系统设置全局的访问点,优化和共享资源访问,例如可以设计一个单例类,负责所有数据表的映射处理。

单例模式的缺点

  • 单例模式一般没有接口,扩展很困难,若要扩展,除了修改代码基本没有第二种途径可以实现。
  • 单例模式对测试是不利的。在并行开发环境中,如果单例模式没有完成,是不能进行测试的,没有接口也不能使用mock的方式虚拟一个对象。
  • 单例模式与单一职责原则有冲突。

单例模式的使用场景

在一个系统中,要求一个类有且仅有一个对象,如果出现多个对象就会出现“不良反应”,可以采用单例模式,具体场景如下:

  • 要求生成唯一序列号的环境;
  • 在整个项目中需要一个共享访问点或共享数据;
  • 创建一个对象需要消耗的资源过多,如要访问IO和数据库等资源;
  • 需要定义大量的静态常量和静态方法(如工具类)的环境,可以采用单例模式(当然,也可以直接声明为static的方式)。

最佳实践

单例模式是23个模式中比较简单的模式,应用也非常广泛,如在Spring中,每个Bean默认就是单例的,这样做的优点是Spring容器可以管理这些Bean的生命期,决定什么时候创建出来,什么时候销毁。销毁的时候要如何处理,等等。如果采用非单例模式,则Bean初始化后的管理交由J2EE容器,Spring容器不再跟踪管理Bean的生命周期。

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