一.单例模式
1.1 定义
我们来解释一下什么是单例模式.在软件系统中有很多对象,他们在同一时刻只能被一个用户或者多个线程访问,如果被共享的word文档在同一时间内,只能由一个用户对其进行写操作.
换一种说法就是
在单例模式中,类自身负责创建自己的唯一实例,并提供一个静态方法或者类方法来返回该实例。通过使用单例模式,可以确保在整个应用程序中只有一个实例存在,避免了多个实例的创建和资源的浪费。
1.2 类的结构图
代码清单如下:
二.例子
我们来举一个例子,来说明单例模式,就用大家最熟悉的皇帝和臣子的关系.
皇帝每天要上朝接待臣子、处理政务,臣子每天要叩拜皇帝,皇帝只能有一个,也就是一个类只能产生一个对象,该怎么实现呢?对象产生是通过new关键字完成的(当然也有其他方式,比如对象拷贝、反射等),这个怎么控制呀,但是大家别忘记了构造函数,使用new关键字创建对象时,都会根据输入的参数调用相应的构造函数,如果我们把构造函数设置为private私有访问权限不就可以禁止外部创建对象了吗?臣子叩拜唯一皇帝的过程如下:
皇帝类
臣子类
臣子天天要上朝参见皇帝,今天参拜的皇帝应该和昨天、前天的一样(过渡期的不考虑别找茬哦),大臣磕完头,抬头一看,嗨,还是昨天那个皇帝,老熟人了,容易讲话,这就是单例模式。
三.结论
3.1 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(在Java EE中采用单例模式时需要注意JVM垃圾回收机制)。
- 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。
3.2 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,除了修改代码基本上没有第二种途径可以实现。单例模式为什么不能增加接口呢?因为接口对单例模式是没有任何意义的,它要求“自行实例化”,并且提供单一实例、接口或抽象类是不可能被实例化的。当然,在特殊情况下,单例模式可以实现接口、被继承等,需要在系统开发中根据环境判断。
- 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。一个类应该只实现一个逻辑,而不关心它是否是单例的,是不是要单例取决于环境,单例模式把“要单例”和业务逻辑融合在一个类中。