我的设计模式学习笔记------>单例模式(Singleton)
一、前言

有些时候，允许自由创建某个类的实例是没有意义，还可能造成系统性能下降（因为创建对象所带来的系统开销问题）。例如整个Windows系统只有一个窗口管理器，只有一个回收站等。在Java EE应用中可能只需要一个数据库引擎访问点，Hibernate访问时只需要一个SessionFactory实例，如果在系统中为它们创建多个实例就没有太大的意义。

如果一个类始终只能创建一个实例，则这个类被称为单例类，这种模式就被称为单例模式。

对Spring框架而言，可以在配置Bean实例时指定scope="singleton"类配置单例模式。不仅如此，如果配置<bean .../>元素时没有指定scope属性，则该Bean实例默认是单例的行为方式。

Spring推荐将所有业务逻辑组件、DAO组件、数据源组件等配置成单例的行为方式，因为这些组件无须保存任何用户状态，故所有客户端都可以共享这些业务逻辑组件、DAO组件，因此推荐奖这些组件配置成单例的行为方式。

在阎宏博士的《JAVA与模式》一书中开头是这样描述单例模式的：

　　作为对象的创建模式，单例模式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。

单例模式有以下几个特点：

单例类只能有一个实例。单例类必须自己创建自己的唯一实例。单例类必须给所有其他对象提供这一实例。

 单例模式可以说是最简单的设计模式了，它仅有一个角色Singleton。

         Singleton：单例。

三、单例模式的具体实现

1、饿汉式实现单例模式

public class DoubleCheckLockSingleton {private DoubleCheckLockSingleton() {}/** * 关键字volatile，它的意思是：被volatile修饰的变量的值，将不会被本地线程缓存， * 所有对该变量的读写都是直接操作共享内存，从而确保多个线程能正确的处理该变量 */private static volatile DoubleCheckLockSingleton instance = null;public static DoubleCheckLockSingleton getInstance() {//先检查实例是否存在，如果不存在才进入下面的同步块if (instance == null) {  //同步块，线程安全的创建实例synchronized (DoubleCheckLockSingleton.class) { //再次检查实例是否存在，如果不存在才真正的创建实例if (instance == null) {instance = new DoubleCheckLockSingleton();}}}return instance;}}

这种实现方式既可以实现线程安全地创建实例，而又不会对性能造成太大的影响。它只是第一次创建实例的时候同步，以后就不需要同步了，从而加快了运行速度。

　　由于volatile关键字可能会屏蔽掉虚拟机中一些必要的代码优化，所以运行效率并不是很高。因此一般建议，没有特别的需要，不要使用。也就是说，虽然可以使用“双重检查加锁”机制来实现线程安全的单例，但并不建议大量采用，可以根据情况来选用。

（更多关于双重检查锁定单例可以参考：我的Java开发学习之旅------>Java双重检查锁定及单例模式详解）

　　根据上面的分析，常见的两种单例实现方式都存在小小的缺陷，那么有没有一种方案，既能实现延迟加载，又能实现线程安全呢？

4、静态内部类实现单例模式

public enum EmunSingleton {/**          * 定义一个枚举的元素，它就代表了EmunSingleton的一个实例。        */INSTANCE;}

使用枚举来实现单实例控制会更加简洁，而且无偿地提供了序列化机制，并由JVM从根本上提供保障，绝对防止多次实例化，是更简洁、高效、安全的实现单例的方式。但是失去了类的一些特性，没有延迟加载。

四、单例模式的优缺点1、优点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，并为设计及开发团队提供了共享的概念。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。允许可变数目的实例。我们可以基于单例模式进行扩展，使用与单例控制相似的方法来获得指定个数的对象实例。

2、缺点由于单例模式中没有抽象层，因此单例类的扩展有很大的困难。单例类的职责过重，在一定程度上违背了“单一职责原则”。因为单例类既充当了工厂角色，提供了工厂方法，同时又充当了产品角色，包含一些业务方法，将产品的创建和产品的本身的功能融合到一起。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；现在很多面向对象语言(如Java、C#)的运行环境都提供了自动垃圾回收的技术，因此，如果实例化的对象长时间不被利用，系统会认为它是垃圾，会自动销毁并回收资源，下次利用时又将重新实例化，这将导致对象状态的丢失。
五、单例模式的使用场景系统只需要一个实例对象，如系统要求提供一个唯一的序列号生成器，或者需要考虑资源消耗太大而只允许创建一个对象。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。在一个系统中要求一个类只有一个实例时才应当使用单例模式。反过来，如果一个类可以有几个实例共存，就需要对单例模式进行改进，使之成为多例模式。

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  作者：欧阳鹏  欢迎转载，与人分享是进步的源泉！

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