设计模式的单例模式

前言

前两天在学jvm的生命周期时，在jvm的退出阶段遇到了这个问题，JVM的退出通常发生在程序正常执行结束、遇到异常或错误而终止、某个线程调用Runtime类或System类的exit方法，或者通过JNI（Java Native Interface）规范描述的JNI Invocation API来卸载JVM时。

而这里的Runtime就用了单例模式中的饿汉式，当时还不知道什么是饿汉式就先简单学习了一下。

Runtime类的部分源码：

复制代码

public class Runtime {
    private static Runtime currentRuntime = new Runtime();

    /**
     * Returns the runtime object associated with the current Java application.
     * Most of the methods of class <code>Runtime</code> are instance
     * methods and must be invoked with respect to the current runtime object.
     *
     * @return  the <code>Runtime</code> object associated with the current
     *          Java application.
     */
    public static Runtime getRuntime() {
        return currentRuntime;
    }

    /** Don't let anyone else instantiate this class */
    private Runtime() {}

单例模式

属于设计模式中 的创建型模式中的一种，分为饿汉式和懒汉式等。

**软件设计模式（softwaredesignpatern),**又称设计模式，是一套被反复使用，多数人知晓的，经过分类编目

的，代码设计经验的总结。它描述了在软件设计过程中的一些不断重复发生的问题，以及该问题的解决方案。也就是说，它是解决特定问题的一系列套路，是前辈们的代码设计经验的总结，具有一定的普遍性，可以反复使用。

1、概念

创建型模式概念：

用于描述怎样创建对象", 创建对象",它的主要特点是将对象的创建与使用分离".（也就是解耦）GoF(四人组）书中提供了单例，原型，工厂方法，抽象工场，建造者等5种创建型模式。这样可以降低系统的耦合度，使用者不需要关注对象的创建细节。

单例模式（slngletonpattern)是java中最简单的设计模式之一。这种类型的设计模式属于创建型模式，它提供了一种创建对象的最佳方式。

这种模式涉及到一个单一的类，该类负责创建自己的对象，同时确保只有单个对象被创建，这个类提供了一种访问其唯一的对象的方式，可以直接访问，不需要实例化该类的对象。

单例模式的结构：

有以下角色：

单例类：只能创建一个实例的类。

访问类：使用单例类。

2、饿汉式

定义：类加载就会导致该实例对象被创建

饿汉式实现方式一：静态成员变量

java 复制代码

public class Singleton {
    //首先有一个私有的构造方法
    private Singleton (){}
    //私有的静态的成员变量
    private static Singleton instance = new Singleton();
    //提供获取对象的方法
    public static Singleton getInstance(){
        return instance;
    }
}

饿汉式实现方式二：静态代码块

java 复制代码

public class Singleton {
    //首先有一个私有的构造方法
    private Singleton(){}
    //私有的静态的成员变量，没有赋值
    private static Singleton instance;
    //在静态代码块中赋值
    static {
        instance = new Singleton();
    }
    //对外提供访问的方式
    public static Singleton getInstance(){
        return instance;
    }
}

饿汉式的写法这样就可以了,那么我们来说下饿汉式的缺点吧

该方式在成员位置声明singleton类型的静态变量，并创建singleton类的对象instance.instance对象是随着类的加载而创建的。如果该对象足够大的话，而一直没有使用就会造成内存的浪费。

3、懒汉式

**定义：**类加载就不会导致该实例对象被创建，而是首次使用该对象时才会创建。

java 复制代码

public class Singleton {
    private static Singleton singleton;
    private Singleton(){}
    public static synchronized Singleton getInstance(){
        //如果没有创建过该对象，那么直接创建，否则直接返回
        //保证创建的是同一个对象
        //这种方式，如果在多线程环境下是不安全的，可以加上一个synchronized锁
        if (singleton != null){
            singleton = new Singleton();
        }
        return singleton;
    }
}

这里如果加上synchronized锁，虽然实现了线程安全，但是可能会造成线程阻塞。

4、单例有哪些优点和缺点呢？

优点：

1、在内存里只有一个实例，减少了内存的开销，避免频繁的创建和销毁实例。

2、避免对资源的多重占用（比如写文件操作）,提升了性能。

3、提供了对唯一实例的受控访问。

缺点：

1、不适用于变化的对象，如果同一类型的对象总是要在不同的用例场景发生变化，单例就会引起数据的错误，不能保存彼此的状态。

2、由于单利模式中没有抽象层，因此单例类的扩展有很大的困难。

3、从设计原则方面说，单例类的职责过重，在一定程度上违背了"单一职责原则"。

4、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的单例类，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；如果实例化的对象长时间不被利用，系统会认为是垃圾而被回收，这将导致对象状态的丢失。

5、单例模式的使用场景：

1、WEB 中的计数器，不用每次刷新都在数据库里加一次，用单例先缓存起来。

2、创建的一个对象需要消耗的资源过多，比如 I/O 与数据库的连接等。

原文链接：设计模式------单例模式(懒汉式与饿汉式)详解_懒汉式和饿汉式-CSDN博客