Ensure a class has only one instance,and provide a global point of access to it.(确保其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。)
单例模式介绍
单例模式的通用类图如下:
Singleton类称为单例类,通过使用private的构造函数确保了在一个应用中只产生一个实例,并且是自行实例化的。
单例模式分析
缺点:
- 一般没有接口,扩展很困难,如果想扩展的话,除了修改代码基本上没有第二种方式。当然了,特殊情况下,我也可以实现接口、被继承等,这个需要你们自行判断。
- 测试不便。在并行开发中,如果你们没有把我完成,那么是没有办法进行测试的。
- 还有一点,我与单一职责原则也有冲突,一个类本应实现一个逻辑,不该关心是否是单例的,是不是要单例取决于环境,但是我把单例和业务逻辑融合在一个类中了。
优点:
- 对唯一实例的受控访问。由于我的类封装了我唯一的实例,所以可以严格控制用户以及何时访问它。
- 缩小名空间。我可以避免那些存储唯一实例的全局变量污染名空间。
- 允许对操作和表示的精化。
- 允许可变数目的实例。
- 比类操作更灵活。
单例模式之实现
实现方式有多种:懒汉模式、饿汉模式、静态内部类(java)模式等
Golang
Java
public class Wife{
private static final Wife wife = new Wife();
// 这里是私有的
private Wife(){
}
public static Wife getInstance(){
return wife;
}
public static void say(){
System.out.println("I am Y's wife!");
}
}
通过定义一个私有访问权限的构造函数,可以避免被其他类new出来一个对象,而Wife自己可以new一个对象出来,其他的类对该类的访问可以通过getInstance获得一个对象。调用代码如下:
public class Y{
public static void main(String[] args) {
for (int day=0; day<3;day++ ) {
Wife wife = Wife.getInstance();
wife.say();
}
}
}
运行结果如下:
I am Y's wife!
I am Y's wife!
I am Y's wife!
优化实现
public class Singleton {
private static Singleton instance;
// 这里是私有的
private Singleton (){}
public static Singleton getInstance() {
if (instance == null) {
instance = new Singleton();
}
return instance;
}
}
public class Singleton {
private static Singleton instance;
private Singleton (){}
public static synchronized Singleton getInstance() {
if (instance == null) {
instance = new Singleton();
}
return instance;
}
// public static Singleton getInstance() {
// if (instance == null) {
// synchronized (Singleton.class) {
// if (instance == null) {
// instance = new Singleton();
// }
// }
// }
// return instance;
// }
}
这种写法确实解决了多线程同时初始化多个实例的问题,效率相对会低些。
单例模式之反射实现
public class Singleton{
private static Singleton singleton;
static{
try{
class cl = class.forName(Singleton.class.getName());
//获得无参构造
Constructor con = cl.getDeclaredConstructor();
//设置无参构造是可访问的
con.setAccessible(true);
//产生一个实例对象
singleton = (Singleton)con.newInstance();
}
catch(Exception e)
{
}
}
public static Singleton getSingleton(){
return singleton;
}
}
通过获得类构造,然后设置访问权限,生成一个对象,然后提供外部访问,保证内存对象单一。
单例模式之枚举类型实现
其实,从Java1.5发行版起,实现Singleton还有一种方法,只需要编写一个包含单个元素的枚举类型:
//Enum singleton - the preferred approach
public enum Singleton{
INSTANCE;
}
这种方法在功能上与公有域方法相近,但是它更为简洁,无偿的提供了序列化机制,绝对防止多次实例化,即使是在面对复杂的序列化或者反射攻击的时候。虽然此方法未被采用,但是单元素的枚举类型已经成为了实现Singleton的最佳方法。