概念
单例模式(Singleton Pattern):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。单例模式是一种对象创建型模式
对象创建型模式:专注于对象的实例化和创建过程。它们提供了一种创建对象的方式,以使系统更加灵活和具有扩展性
要点
- 某个类只能有一个实例;
- 它必须自行创建这个实例;
- 它必须自行向整个系统提供这个实例
主要优点
(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,开发人员可以进行扩展,使用与控制单例对象相似的方法来获得指定个数的实例对象,既节省系统资源,又解决了由于单例对象共享过多有损性能的问题。
主要缺点
(1)单例模式提供了对唯一实例的受控访问
(2)由于在系统内存中只存在一个对象,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。
适用场景
(1)系统只需要一个实例对象。
(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
javascript 实现代码
javascript
const Singleton = (function() {
let instance;
function createInstance() {
// 在这里可以放一些初始化逻辑
return {
someMethod: function() {
// 添加单例的方法和逻辑
}
};
}
return {
getInstance: function() {
if (!instance) {
instance = createInstance();
}
return instance;
}
};
})();
// 使用单例
const instance1 = Singleton.getInstance();
const instance2 = Singleton.getInstance();
console.log(instance1 === instance2); // 输出 true,因为它们是同一个实例
typescript 实现代码
typescript
class Singleton {
private static instance: Singleton | null = null;
private constructor() {
// 这里可以放一些初始化逻辑
}
public static getInstance(): Singleton {
if (!Singleton.instance) {
Singleton.instance = new Proxy(new Singleton(), {
get: function(target, prop, receiver) {
if (prop === 'instance') {
return undefined; // 防止通过 instance 直接访问实例
}
return Reflect.get(target, prop, receiver);
}
});
}
return Singleton.instance as Singleton;
}
public someMethod() {
// 在这里添加单例的方法和逻辑
}
}
// 使用单例
const instance1 = Singleton.getInstance();
const instance2 = Singleton.getInstance();
console.log(instance1 === instance2); // 输出 true,因为它们是同一个实例
C# 实现
csharp
public class Singleton
{
private static Singleton instance;
private static readonly object lockObj = new object();
private Singleton() { }
public static Singleton GetInstance()
{
if (instance == null)
{
lock (lockObj)
{
if (instance == null)
{
instance = new Singleton();
}
}
}
return instance;
}
}
java实现代码
java
public class Singleton {
private volatile static Singleton instance;
private Singleton() {}
public static Singleton getInstance() {
if (instance == null) {
synchronized (Singleton.class) {
if (instance == null) {
instance = new Singleton();
}
}
}
return instance;
}
}
python 实现代码
python
def singleton(cls):
instances = {}
def get_instance(*args, **kwargs):
if cls not in instances:
instances[cls] = cls(*args, **kwargs)
return instances[cls]
return get_instance
@singleton
class SingletonClass:
def __init__(self, value):
self.value = value
# 使用单例类
instance1 = SingletonClass(10)
instance2 = SingletonClass(20)
print(instance1.value) # 输出:10
print(instance2.value) # 输出:10,因为使用的是同一个实例