单例模式很显然是定义一个类,这个类在程序中只有唯一的实例对象。一般单例类的构造函数是私有的,只能通过调用静态函数GetInstance来获取实例。
一、单例模式有三种:懒汉式单例、饿汉式单例、登记式单例(利用java内部类的概念)。
1.懒汉式单例
public class Singleton {
private static Singleton singleton;
private Singleton() {} //此类不能被实例化
public static synchronized Singleton getInstance() {
if (singleton == null) {
singleton = new Singleton();
}
return singleton;
}
}
优点:第一次调用才初始化,避免内存浪费。
缺点:如果两个线程同时调用getInstance方法,会出现两个单例,必须加锁同步才能保证单例,但加锁会影响效率。
2.饿汉式单例
public class Singleton {
private static final Singleton SINGLETON = new Singleton();
private Singleton() {} //此类不能被实例化
public static Singleton getInstance() {
return SINGLETON;
}
}
优点:没有加锁,执行效率会提高。
缺点:类加载时就初始化,浪费内存。
3.登记式单例
public class Singleton {
private Singleton() {} //构造方法是私有的,从而避免外界利用构造方法直接创建任意多实例。
public static Singleton getInstance() {
return Holder.SINGLETON;
}
private static class Holder {
private static final Singleton SINGLETON = new Singleton();
}
}
内部类只有在外部类被调用才加载,产生单例,又不用加锁。此模式有上述两个模式的优点,屏蔽了它们的缺点,是最好的单例模式。(内部类好像只是java中的概念,c++中不存在)
二、单例模式的优缺点
优点:
1.提供了对唯一实例的受控访问。
2.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,单例模式可以提高系统的性能。
3.允许可变数目的实例。(不懂)
缺点:
1.单例模式中没有抽象,因此单例类的扩展有很大的困难。
2.单例类的职责过重,在一定程度上违背了“单一职责原则”。
3.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。(没遇到过)
三、单例模式使用场景
1.需要频繁实例化然后销毁的对象。
2.创建对象时耗时过多或者耗资源过多,但又经常用到的对象。
3.有状态的工具类对象。
4.频繁访问数据库或文件的对象。
例如:
1.外部资源:每台计算机有若干个打印机,但只能有一个PrinterSpooler,以避免两个打印作业同时输出到打印机。内部资源:大多数软件都有一个(或多个)属性文件存放系统配置,这样的系统应该有一个对象管理这些属性文件
2.Windows的Task Manager(任务管理器)就是很典型的单例模式(这个很熟悉吧),想想看,是不是呢,你能打开两个windows task manager吗? 不信你自己试试看哦~
3.windows的Recycle Bin(回收站)也是典型的单例应用。在整个系统运行过程中,回收站一直维护着仅有的一个实例。
4.网站的计数器,一般也是采用单例模式实现,否则难以同步。
5.应用程序的日志应用,一般都何用单例模式实现,这一般是由于共享的日志文件一直处于打开状态,因为只能有一个实例去操作,否则内容不好追加。
6.Web应用的配置对象的读取,一般也应用单例模式,这个是由于配置文件是共享的资源。
7.数据库连接池的设计一般也是采用单例模式,因为数据库连接是一种数据库资源。数据库软件系统中使用数据库连接池,主要是节省打开或者关闭数据库连接所引起的效率损耗,这种效率上的损耗还是非常昂贵的,因为何用单例模式来维护,就可以大大降低这种损耗。
8.多线程的线程池的设计一般也是采用单例模式,这是由于线程池要方便对池中的线程进行控制。
9.操作系统的文件系统,也是大的单例模式实现的具体例子,一个操作系统只能有一个文件系统。
10.HttpApplication 也是单位例的典型应用。熟悉ASP.Net(IIS)的整个请求生命周期的人应该知道HttpApplication也是单例模式,所有的HttpModule都共享一个HttpApplication实例。
参考:
http://www.tools138.com/create/article/20150929/020009847.html