java设计模式Singleton单例模式的案例及好处以及何时使用单例模式
我觉得先讲Singleton单例模式的案例好一点,因为看了Singleton的案例,再看Singleton的好处介绍会觉得恍然大悟。
1。先了解一下什么是Singleton单例模式
Singleton单例模式主要作用是保证在java应用程序中,一个类Class只有一个实例存在。又叫单态模式,是一种创建型设计模式。用来保证在运行的应用程序中,一个Class只是实例化一次,也就是只有一个相应的对象存在。
2。Singleton模式主要2种形式:
第一种形式:
定义一个类,它的构造函数为private的,它有一个static的private的该类变量,在类初始化时实例话,通过一个public的getInstance方法获取对它的引用,继而调用其中的方法。
public class Singleton { private Singleton(){} //在自己内部定义自己一个实例,是不是很奇怪? //注意这是private 只供内部调用 private static Singleton instance = new Singleton(); //这里提供了一个供外部访问本class的静态方法,可以直接访问 public static Singleton getInstance() { return instance; } }
第二种形式:
public class Singleton{ private static Singleton instance=null; public static Singleton getInstance(){ //这个方法比上面有所改进,不用每次都进行生成对象,只是第一次 //使用时生成实例,提高了效率! if(instance==null) instance=new Singleton(); return instance; } }
3。Singleton单例模式的案例
标准的Singleton模式并不使用直接静态变量实例化进行声明——它实例化构造器中的一个静态实例变量,而不查看它是否已经存在:
public class ClassicSingleton { private static ClassicSingleton INSTANCE = null; private ClassicSingleton() { Exists only to defeat instantiation. } public static ClassicSingleton getInstance() { if(INSTANCE == null) { INSTANCE = new ClassicSingleton(); } return INSTANCE; } }
以下是Singleton模式的一个典型例子:
public class Singleton { private final static Singleton INSTANCE = new Singleton(); Private constructor suppresses generation of a (public) default constructor private Singleton() {} public static Singleton getInstance() { return INSTANCE; } }
Singleton类的默认构造器被设为私有,这样做可防止其它类使用new关键字直接将对象实例化。对返回Singleton对象的实例方法应用一个静态修饰符,这使得它成为一个类级方法,不创建对象即可进行访问。
4。何时需要使用Singleton以及使用单例模式需要注意的事项
当你只需要一个类实例时,Singleton才真正有用;如果类拥有几个实例,使用Singleton就不再适用。
设计系统时,你通常希望控制对象的用法,防止用户(包括你自己)复制对象或建立新实例。例如,你可以使用它创建一个连接池。每次程序需要往数据库中写入内容时才创建一个新连接的做法并不明智;相反,一个或一组已经在池中的连接就可以使用Singleton模式实例化。
Singleton模式常常和工厂方法模式一同使用,创建一个系统级资源,使用这个资源的代码并不知道它的特殊类型。抽象窗口工具包(AWT)就是组合使用这两个模式的典型例子。在GUI应用程序中,对每个应用程序实例,你一般只需要一个图形元素的实例,如打印(Print)对话框或OK按钮。
注意潜在的问题
虽然Singleton设计模式是最简单的设计模式之一,但它也存在一些缺陷。
多线程应用程序中的构造问题
在多线程应用程序中,你必须仔细构造Singleton模式。当Singleton不存在时,如果两个线程即将同时执行创建方法,这两个线程必须检查Singleton实例,但只有一个线程应当创建新对象。这个问题的典型解决办法就是对类使用相互排斥,指出对象正在被实例化。这是Singleton的一个线程安全的版本:
public class Singleton { Private constructor suppresses generation of a (public) default constructor private Singleton() {} private static class SingletonHolder { private final static Singleton INSTANCE = new Singleton(); } public static Singleton getInstance() { return SingletonHolder.INSTANCE; } }
5。Java Singleton模式主要作用是保证在Java应用程序中,一个类Class只有一个实例存在。
在很多操作中,比如建立目录 数据库连接都需要这样的单线程操作。
还有, singleton能够被状态化; 这样,多个单态类在一起就可以作为一个状态仓库一样向外提供服务,比如,你要论坛中的帖子计数器,每次浏览一次需要计数,单态类能否保持住这个计数,并且能synchronize的安全自动加1,如果你要把这个数字永久保存到数据库,你可以在不修改单态接口的情况下方便的做到。
另外方面,Singleton也能够被无状态化。提供工具性质的功能,
Java Singleton模式就为我们提供了这样实现的可能。使用Singleton的好处还在于可以节省内存,因为它限制了实例的个数,有利于Java垃圾回收(garbage collection)。
我们常常看到工厂模式中类装入器(class loader)中也用Singleton模式实现的,因为被装入的类实际也属于资源。