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3.1 單例模式的動機

??????對于一個軟件系統(tǒng)的某些類而言，我們無須創(chuàng)建多個實例。舉個大家都熟知的例子——Windows任務(wù)管理器，如圖3-1所示，我們可以做一個這樣的嘗試，在Windows的“任務(wù)欄”的右鍵彈出菜單上多次點擊“啟動任務(wù)管理器”，看能否打開多個任務(wù)管理器窗口？如果你的桌面出現(xiàn)多個任務(wù)管理器，我請你吃飯，（注：電腦中毒或私自修改Windows內(nèi)核者除外）。通常情況下，無論我們啟動任務(wù)管理多少次，Windows系統(tǒng)始終只能彈出一個任務(wù)管理器窗口，也就是說在一個Windows系統(tǒng)中，任務(wù)管理器存在唯一性。為什么要這樣設(shè)計呢？我們可以從以下兩個方面來分析：其一，如果能彈出多個窗口，且這些窗口的內(nèi)容完全一致，全部是重復對象，這勢必會浪費系統(tǒng)資源，任務(wù)管理器需要獲取系統(tǒng)運行時的諸多信息，這些信息的獲取需要消耗一定的系統(tǒng)資源，包括CPU資源及內(nèi)存資源等，浪費是可恥的，而且根本沒有必要顯示多個內(nèi)容完全相同的窗口；其二，如果彈出的多個窗口內(nèi)容不一致，問題就更加嚴重了，這意味著在某一瞬間系統(tǒng)資源使用情況和進程、服務(wù)等信息存在多個狀態(tài)，例如任務(wù)管理器窗口A顯示“CPU使用率”為10%，窗口B顯示“CPU使用率”為15%，到底哪個才是真實的呢？這純屬“調(diào)戲”用戶，，給用戶帶來誤解，更不可取。由此可見，確保Windows任務(wù)管理器在系統(tǒng)中有且僅有一個非常重要。

?????????圖3-1 Windows任務(wù)管理器

??????回到實際開發(fā)中，我們也經(jīng)常遇到類似的情況，為了節(jié)約系統(tǒng)資源，有時需要確保系統(tǒng)中某個類只有唯一一個實例，當這個唯一實例創(chuàng)建成功之后，我們無法再創(chuàng)建一個同類型的其他對象，所有的操作都只能基于這個唯一實例。為了確保對象的唯一性，我們可以通過單例模式來實現(xiàn)，這就是單例模式的動機所在。

?

3.2?單例模式概述

??????下面我們來模擬實現(xiàn)Windows任務(wù)管理器，假設(shè)任務(wù)管理器的類名為TaskManager，在TaskManager類中包含了大量的成員方法，例如構(gòu)造函數(shù)TaskManager()，顯示進程的方法displayProcesses()，顯示服務(wù)的方法displayServices()等，該類的示意代碼如下：

[java]?view plaincopy

class?TaskManager??

{??

?????public?TaskManager()?{……}?//初始化窗口??

?????public?void?displayProcesses()??{……}?//顯示進程??

?????public?void??displayServices()?{……}?//顯示服務(wù)??

?????……??

}??

???????為了實現(xiàn)Windows任務(wù)管理器的唯一性，我們通過如下三步來對該類進行重構(gòu)：

????? (1)??由于每次使用new關(guān)鍵字來實例化TaskManager類時都將產(chǎn)生一個新對象，為了確保TaskManager實例的唯一性，我們需要禁止類的外部直接使用new來創(chuàng)建對象，因此需要將TaskManager的構(gòu)造函數(shù)的可見性改為private，如下代碼所示：

[java]?view plaincopy

private?TaskManager()?{……}??

?????? (2)??將構(gòu)造函數(shù)改為private修飾后該如何創(chuàng)建對象呢？不要著急，雖然類的外部無法再使用new來創(chuàng)建對象，但是在TaskManager的內(nèi)部還是可以創(chuàng)建的，可見性只對類外有效。因此，我們可以在TaskManager中創(chuàng)建并保存這個唯一實例。為了讓外界可以訪問這個唯一實例，需要在TaskManager中定義一個靜態(tài)的TaskManager類型的私有成員變量，如下代碼所示：

[java]?view plaincopy

private?static?TaskManager?tm?=?null;??

??????(3)??為了保證成員變量的封裝性，我們將TaskManager類型的tm對象的可見性設(shè)置為private，但外界該如何使用該成員變量并何時實例化該成員變量呢？答案是增加一個公有的靜態(tài)方法，如下代碼所示：

[java]?view plaincopy

public?static?TaskManager?getInstance()??

{??

????if?(tm?==?null)??

????{??

????????tm?=?new?TaskManager();??

????}??

????return?tm;??

}??

?????? 在getInstance()方法中首先判斷tm對象是否存在，如果不存在（即tm == null），則使用new關(guān)鍵字創(chuàng)建一個新的TaskManager類型的tm對象，再返回新創(chuàng)建的tm對象；否則直接返回已有的tm對象。

????? 需要注意的是getInstance()方法的修飾符，首先它應該是一個public方法，以便供外界其他對象使用，其次它使用了static關(guān)鍵字，即它是一個靜態(tài)方法，在類外可以直接通過類名來訪問，而無須創(chuàng)建TaskManager對象，事實上在類外也無法創(chuàng)建TaskManager對象，因為構(gòu)造函數(shù)是私有的。?

? 思考 為什么要將成員變量tm定義為靜態(tài)變量？

???????通過以上三個步驟，我們完成了一個最簡單的單例類的設(shè)計，其完整代碼如下：

[java]?view plaincopy

class?TaskManager??

{??

?????private?static?TaskManager?tm?=?null;??

?????private?TaskManager()?{……}?//初始化窗口??

?????public?void??displayProcesses()?{……}?//顯示進程??

?????public?void??displayServices()?{……}?//顯示服務(wù)??

?????public?static?TaskManager?getInstance()??

?????{??

????????if?(tm?==?null)??

????????{??

????????????tm?=?new?TaskManager();??

????????}??

????????return?tm;??

????}??

???……??

}??

???????在類外我們無法直接創(chuàng)建新的TaskManager對象，但可以通過代碼TaskManager.getInstance()來訪問實例對象，第一次調(diào)用getInstance()方法時將創(chuàng)建唯一實例，再次調(diào)用時將返回第一次創(chuàng)建的實例，從而確保實例對象的唯一性。

??????上述代碼也是單例模式的一種最典型實現(xiàn)方式，有了以上基礎(chǔ)，理解單例模式的定義和結(jié)構(gòu)就非常容易了。單例模式定義如下：?

單例模式(Singleton Pattern)：確保某一個類只有一個實例，而且自行實例化并向整個系統(tǒng)提供這個實例，這個類稱為單例類，它提供全局訪問的方法。單例模式是一種對象創(chuàng)建型模式。

????? 單例模式有三個要點：一是某個類只能有一個實例；二是它必須自行創(chuàng)建這個實例；三是它必須自行向整個系統(tǒng)提供這個實例。

?????? 單例模式是結(jié)構(gòu)最簡單的設(shè)計模式一，在它的核心結(jié)構(gòu)中只包含一個被稱為單例類的特殊類。單例模式結(jié)構(gòu)如圖3-2所示：

??????單例模式結(jié)構(gòu)圖中只包含一個單例角色：

????? ●?Singleton（單例）：在單例類的內(nèi)部實現(xiàn)只生成一個實例，同時它提供一個靜態(tài)的getInstance()工廠方法，讓客戶可以訪問它的唯一實例；為了防止在外部對其實例化，將其構(gòu)造函數(shù)設(shè)計為私有；在單例類內(nèi)部定義了一個Singleton類型的靜態(tài)對象，作為外部共享的唯一實例。

3.3 負載均衡器的設(shè)計與實現(xiàn)

?????? Sunny軟件公司承接了一個服務(wù)器負載均衡(Load Balance)軟件的開發(fā)工作，該軟件運行在一臺負載均衡服務(wù)器上，可以將并發(fā)訪問和數(shù)據(jù)流量分發(fā)到服務(wù)器集群中的多臺設(shè)備上進行并發(fā)處理，提高系統(tǒng)的整體處理能力，縮短響應時間。由于集群中的服務(wù)器需要動態(tài)刪減，且客戶端請求需要統(tǒng)一分發(fā)，因此需要確保負載均衡器的唯一性，只能有一個負載均衡器來負責服務(wù)器的管理和請求的分發(fā)，否則將會帶來服務(wù)器狀態(tài)的不一致以及請求分配沖突等問題。如何確保負載均衡器的唯一性是該軟件成功的關(guān)鍵。

??????Sunny公司開發(fā)人員通過分析和權(quán)衡，決定使用單例模式來設(shè)計該負載均衡器，結(jié)構(gòu)圖如圖3-3所示：

在圖3-3中，將負載均衡器LoadBalancer設(shè)計為單例類，其中包含一個存儲服務(wù)器信息的集合serverList，每次在serverList中隨機選擇一臺服務(wù)器來響應客戶端的請求，實現(xiàn)代碼如下所示： [java]?view plaincopy

import?java.util.*;??

??

//負載均衡器LoadBalancer：單例類，真實環(huán)境下該類將非常復雜，包括大量初始化的工作和業(yè)務(wù)方法，考慮到代碼的可讀性和易理解性，只列出部分與模式相關(guān)的核心代碼??

class?LoadBalancer?{??

????//私有靜態(tài)成員變量，存儲唯一實例??

????private?static?LoadBalancer?instance?=?null;??

????//服務(wù)器集合??

????private?List?serverList?=?null;??

??????

????//私有構(gòu)造函數(shù)??

????private?LoadBalancer()?{??

????????serverList?=?new?ArrayList();??

????}??

??????

????//公有靜態(tài)成員方法，返回唯一實例??

????public?static?LoadBalancer?getLoadBalancer()?{??

????????if?(instance?==?null)?{??

????????????instance?=?new?LoadBalancer();??

????????}??

????????return?instance;??

????}??

??????

????//增加服務(wù)器??

????public?void?addServer(String?server)?{??

????????serverList.add(server);??

????}??

??????

????//刪除服務(wù)器??

????public?void?removeServer(String?server)?{??

????????serverList.remove(server);??

????}??

??????

????//使用Random類隨機獲取服務(wù)器??

????public?String?getServer()?{??

????????Random?random?=?new?Random();??

????????int?i?=?random.nextInt(serverList.size());??

????????return?(String)serverList.get(i);??

????}??

}??

??????編寫如下客戶端測試代碼： [java]?view plaincopy

class?Client?{??

????public?static?void?main(String?args[])?{??

????????//創(chuàng)建四個LoadBalancer對象??

????????LoadBalancer?balancer1,balancer2,balancer3,balancer4;??

????????balancer1?=?LoadBalancer.getLoadBalancer();??

????????balancer2?=?LoadBalancer.getLoadBalancer();??

????????balancer3?=?LoadBalancer.getLoadBalancer();??

????????balancer4?=?LoadBalancer.getLoadBalancer();??

??????????

????????//判斷服務(wù)器負載均衡器是否相同??

????????if?(balancer1?==?balancer2?&&?balancer2?==?balancer3?&&?balancer3?==?balancer4)?{??

????????????System.out.println("服務(wù)器負載均衡器具有唯一性！");??

????????}??

??????????

????????//增加服務(wù)器??

????????balancer1.addServer("Server?1");??

????????balancer1.addServer("Server?2");??

????????balancer1.addServer("Server?3");??

????????balancer1.addServer("Server?4");??

??????????

????????//模擬客戶端請求的分發(fā)??

????????for?(int?i?=?0;?i?<?10;?i++)?{??

????????????String?server?=?balancer1.getServer();??

????????????System.out.println("分發(fā)請求至服務(wù)器：?"?+?server);??

??????}??

????}??

}??

????????編譯并運行程序，輸出結(jié)果如下：

服務(wù)器負載均衡器具有唯一性！ 分發(fā)請求至服務(wù)器：? Server 1 分發(fā)請求至服務(wù)器：? Server 3 分發(fā)請求至服務(wù)器：? Server 4 分發(fā)請求至服務(wù)器：? Server 2 分發(fā)請求至服務(wù)器：? Server 3 分發(fā)請求至服務(wù)器：? Server 2 分發(fā)請求至服務(wù)器：? Server 3 分發(fā)請求至服務(wù)器：? Server 4 分發(fā)請求至服務(wù)器：? Server 4 分發(fā)請求至服務(wù)器：? Server 1

????????雖然創(chuàng)建了四個LoadBalancer對象，但是它們實際上是同一個對象，因此，通過使用單例模式可以確保LoadBalancer對象的唯一性。

3.4 餓漢式單例與懶漢式單例的討論

??????Sunny公司開發(fā)人員使用單例模式實現(xiàn)了負載均衡器的設(shè)計，但是在實際使用中出現(xiàn)了一個非常嚴重的問題，當負載均衡器在啟動過程中用戶再次啟動該負載均衡器時，系統(tǒng)無任何異常，但當客戶端提交請求時出現(xiàn)請求分發(fā)失敗，通過仔細分析發(fā)現(xiàn)原來系統(tǒng)中還是存在多個負載均衡器對象，導致分發(fā)時目標服務(wù)器不一致，從而產(chǎn)生沖突。為什么會這樣呢？Sunny公司開發(fā)人員百思不得其解。

????? 現(xiàn)在我們對負載均衡器的實現(xiàn)代碼進行再次分析，當?shù)谝淮握{(diào)用getLoadBalancer()方法創(chuàng)建并啟動負載均衡器時，instance對象為null值，因此系統(tǒng)將執(zhí)行代碼instance= new LoadBalancer()，在此過程中，由于要對LoadBalancer進行大量初始化工作，需要一段時間來創(chuàng)建LoadBalancer對象。而在此時，如果再一次調(diào)用getLoadBalancer()方法（通常發(fā)生在多線程環(huán)境中），由于instance尚未創(chuàng)建成功，仍為null值，判斷條件(instance== null)為真值，因此代碼instance= new LoadBalancer()將再次執(zhí)行，導致最終創(chuàng)建了多個instance對象，這違背了單例模式的初衷，也導致系統(tǒng)運行發(fā)生錯誤。

????? 如何解決該問題？我們至少有兩種解決方案，在正式介紹這兩種解決方案之前，先介紹一下單例類的兩種不同實現(xiàn)方式，餓漢式單例類和懶漢式單例類。

?

1.餓漢式單例類

????? 餓漢式單例類是實現(xiàn)起來最簡單的單例類，餓漢式單例類結(jié)構(gòu)圖如圖3-4所示：

??????從圖3-4中可以看出，由于在定義靜態(tài)變量的時候?qū)嵗瘑卫?#xff0c;因此在類加載的時候就已經(jīng)創(chuàng)建了單例對象，代碼如下所示： [java]?view plaincopy

class?EagerSingleton?{???

????private?static?final?EagerSingleton?instance?=?new?EagerSingleton();???

????private?EagerSingleton()?{?}???

??

????public?static?EagerSingleton?getInstance()?{??

????????return?instance;???

????}?????

}??

??????當類被加載時，靜態(tài)變量instance會被初始化，此時類的私有構(gòu)造函數(shù)會被調(diào)用，單例類的唯一實例將被創(chuàng)建。如果使用餓漢式單例來實現(xiàn)負載均衡器LoadBalancer類的設(shè)計，則不會出現(xiàn)創(chuàng)建多個單例對象的情況，可確保單例對象的唯一性。 ?

2.懶漢式單例類與線程鎖定

????? 除了餓漢式單例，還有一種經(jīng)典的懶漢式單例，也就是前面的負載均衡器LoadBalancer類的實現(xiàn)方式。懶漢式單例類結(jié)構(gòu)圖如圖3-5所示：

????從圖3-5中可以看出，懶漢式單例在第一次調(diào)用getInstance()方法時實例化，在類加載時并不自行實例化，這種技術(shù)又稱為延遲加載(Lazy Load)技術(shù)，即需要的時候再加載實例，為了避免多個線程同時調(diào)用getInstance()方法，我們可以使用關(guān)鍵字synchronized，代碼如下所示： [java]?view plaincopy

class?LazySingleton?{???

????private?static?LazySingleton?instance?=?null;???

??

????private?LazySingleton()?{?}???

??

????synchronized?public?static?LazySingleton?getInstance()?{???

????????if?(instance?==?null)?{??

????????????instance?=?new?LazySingleton();???

????????}??

????????return?instance;???

????}??

}??

???????該懶漢式單例類在getInstance()方法前面增加了關(guān)鍵字synchronized進行線程鎖，以處理多個線程同時訪問的問題。但是，上述代碼雖然解決了線程安全問題，但是每次調(diào)用getInstance()時都需要進行線程鎖定判斷，在多線程高并發(fā)訪問環(huán)境中，將會導致系統(tǒng)性能大大降低。如何既解決線程安全問題又不影響系統(tǒng)性能呢？我們繼續(xù)對懶漢式單例進行改進。事實上，我們無須對整個getInstance()方法進行鎖定，只需對其中的代碼“instance = new LazySingleton();”進行鎖定即可。因此getInstance()方法可以進行如下改進： [java]?view plaincopy

public?static?LazySingleton?getInstance()?{???

????if?(instance?==?null)?{??

????????synchronized?(LazySingleton.class)?{??

????????????instance?=?new?LazySingleton();???

????????}??

????}??

????return?instance;???

}??

???????問題貌似得以解決，事實并非如此。如果使用以上代碼來實現(xiàn)單例，還是會存在單例對象不唯一。原因如下：

????? 假如在某一瞬間線程A和線程B都在調(diào)用getInstance()方法，此時instance對象為null值，均能通過instance == null的判斷。由于實現(xiàn)了synchronized加鎖機制，線程A進入synchronized鎖定的代碼中執(zhí)行實例創(chuàng)建代碼，線程B處于排隊等待狀態(tài)，必須等待線程A執(zhí)行完畢后才可以進入synchronized鎖定代碼。但當A執(zhí)行完畢時，線程B并不知道實例已經(jīng)創(chuàng)建，將繼續(xù)創(chuàng)建新的實例，導致產(chǎn)生多個單例對象，違背單例模式的設(shè)計思想，因此需要進行進一步改進，在synchronized中再進行一次(instance == null)判斷，這種方式稱為雙重檢查鎖定(Double-Check Locking)。使用雙重檢查鎖定實現(xiàn)的懶漢式單例類完整代碼如下所示：

[java]?view plaincopy

class?LazySingleton?{???

????private?volatile?static?LazySingleton?instance?=?null;???

??

????private?LazySingleton()?{?}???

??

????public?static?LazySingleton?getInstance()?{???

????????//第一重判斷??

????????if?(instance?==?null)?{??

????????????//鎖定代碼塊??

????????????synchronized?(LazySingleton.class)?{??

????????????????//第二重判斷??

????????????????if?(instance?==?null)?{??

????????????????????instance?=?new?LazySingleton();?//創(chuàng)建單例實例??

????????????????}??

????????????}??

????????}??

????????return?instance;???

????}??

}??

?????? 需要注意的是，如果使用雙重檢查鎖定來實現(xiàn)懶漢式單例類，需要在靜態(tài)成員變量instance之前增加修飾符volatile，被volatile修飾的成員變量可以確保多個線程都能夠正確處理，且該代碼只能在JDK 1.5及以上版本中才能正確執(zhí)行。由于volatile關(guān)鍵字會屏蔽Java虛擬機所做的一些代碼優(yōu)化，可能會導致系統(tǒng)運行效率降低，因此即使使用雙重檢查鎖定來實現(xiàn)單例模式也不是一種完美的實現(xiàn)方式。?

? 擴展 IBM公司高級軟件工程師Peter??? Haggar 2004年在IBM developerWorks上發(fā)表了一篇名為《雙重檢查鎖定及單例模式——全面理解這一失效的編程習語》的文章，對JDK??? 1.5之前的雙重檢查鎖定及單例模式進行了全面分析和闡述，參考鏈接：http://www.ibm.com/developerworks/cn/java/j-dcl.html

?

3.餓漢式單例類與懶漢式單例類比較

????? 餓漢式單例類在類被加載時就將自己實例化，它的優(yōu)點在于無須考慮多線程訪問問題，可以確保實例的唯一性；從調(diào)用速度和反應時間角度來講，由于單例對象一開始就得以創(chuàng)建，因此要優(yōu)于懶漢式單例。但是無論系統(tǒng)在運行時是否需要使用該單例對象，由于在類加載時該對象就需要創(chuàng)建，因此從資源利用效率角度來講，餓漢式單例不及懶漢式單例，而且在系統(tǒng)加載時由于需要創(chuàng)建餓漢式單例對象，加載時間可能會比較長。

????? 懶漢式單例類在第一次使用時創(chuàng)建，無須一直占用系統(tǒng)資源，實現(xiàn)了延遲加載，但是必須處理好多個線程同時訪問的問題，特別是當單例類作為資源控制器，在實例化時必然涉及資源初始化，而資源初始化很有可能耗費大量時間，這意味著出現(xiàn)多線程同時首次引用此類的機率變得較大，需要通過雙重檢查鎖定等機制進行控制，這將導致系統(tǒng)性能受到一定影響。

3.5 一種更好的單例實現(xiàn)方法

???????餓漢式單例類不能實現(xiàn)延遲加載，不管將來用不用始終占據(jù)內(nèi)存；懶漢式單例類線程安全控制煩瑣，而且性能受影響?？梢?#xff0c;無論是餓漢式單例還是懶漢式單例都存在這樣那樣的問題，有沒有一種方法，能夠?qū)煞N單例的缺點都克服，而將兩者的優(yōu)點合二為一呢？答案是：Yes！下面我們來學習這種更好的被稱之為Initialization Demand Holder (IoDH)的技術(shù)。

????? 在IoDH中，我們在單例類中增加一個靜態(tài)(static)內(nèi)部類，在該內(nèi)部類中創(chuàng)建單例對象，再將該單例對象通過getInstance()方法返回給外部使用，實現(xiàn)代碼如下所示：

[java]?view plaincopy

//Initialization?on?Demand?Holder??

class?Singleton?{??

????private?Singleton()?{??

????}??

??????

????private?static?class?HolderClass?{??

????????????private?final?static?Singleton?instance?=?new?Singleton();??

????}??

??????

????public?static?Singleton?getInstance()?{??

????????return?HolderClass.instance;??

????}??

??????

????public?static?void?main(String?args[])?{??

????????Singleton?s1,?s2;???

????????????s1?=?Singleton.getInstance();??

????????s2?=?Singleton.getInstance();??

????????System.out.println(s1==s2);??

????}??

}??

???????編譯并運行上述代碼，運行結(jié)果為：true，即創(chuàng)建的單例對象s1和s2為同一對象。由于靜態(tài)單例對象沒有作為Singleton的成員變量直接實例化，因此類加載時不會實例化Singleton，第一次調(diào)用getInstance()時將加載內(nèi)部類HolderClass，在該內(nèi)部類中定義了一個static類型的變量instance，此時會首先初始化這個成員變量，由Java虛擬機來保證其線程安全性，確保該成員變量只能初始化一次。由于getInstance()方法沒有任何線程鎖定，因此其性能不會造成任何影響。

??????通過使用IoDH，我們既可以實現(xiàn)延遲加載，又可以保證線程安全，不影響系統(tǒng)性能，不失為一種最好的Java語言單例模式實現(xiàn)方式（其缺點是與編程語言本身的特性相關(guān)，很多面向?qū)ο笳Z言不支持IoDH）。

? 練習 分別使用餓漢式單例、帶雙重檢查鎖定機制的懶漢式單例以及IoDH技術(shù)實現(xiàn)負載均衡器LoadBalancer。

??????至此，三種單例類的實現(xiàn)方式我們均已學習完畢，它們分別是餓漢式單例、懶漢式單例以及IoDH。

3.6 單例模式總結(jié)

???????單例模式作為一種目標明確、結(jié)構(gòu)簡單、理解容易的設(shè)計模式，在軟件開發(fā)中使用頻率相當高，在很多應用軟件和框架中都得以廣泛應用。

?

1.主要優(yōu)點

?????? 單例模式的主要優(yōu)點如下：

?????? (1)?單例模式提供了對唯一實例的受控訪問。因為單例類封裝了它的唯一實例，所以它可以嚴格控制客戶怎樣以及何時訪問它。

?????? (2)?由于在系統(tǒng)內(nèi)存中只存在一個對象，因此可以節(jié)約系統(tǒng)資源，對于一些需要頻繁創(chuàng)建和銷毀的對象單例模式無疑可以提高系統(tǒng)的性能。

?????? (3)?允許可變數(shù)目的實例。基于單例模式我們可以進行擴展，使用與單例控制相似的方法來獲得指定個數(shù)的對象實例，既節(jié)省系統(tǒng)資源，又解決了單例單例對象共享過多有損性能的問題。

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2.主要缺點

?????? 單例模式的主要缺點如下：

?????? (1)?由于單例模式中沒有抽象層，因此單例類的擴展有很大的困難。

?????? (2)?單例類的職責過重，在一定程度上違背了“單一職責原則”。因為單例類既充當了工廠角色，提供了工廠方法，同時又充當了產(chǎn)品角色，包含一些業(yè)務(wù)方法，將產(chǎn)品的創(chuàng)建和產(chǎn)品的本身的功能融合到一起。

?????? (3)?現(xiàn)在很多面向?qū)ο笳Z言(如Java、C#)的運行環(huán)境都提供了自動垃圾回收的技術(shù)，因此，如果實例化的共享對象長時間不被利用，系統(tǒng)會認為它是垃圾，會自動銷毀并回收資源，下次利用時又將重新實例化，這將導致共享的單例對象狀態(tài)的丟失。

?

3.適用場景

?????? 在以下情況下可以考慮使用單例模式：

?????? (1)?系統(tǒng)只需要一個實例對象，如系統(tǒng)要求提供一個唯一的序列號生成器或資源管理器，或者需要考慮資源消耗太大而只允許創(chuàng)建一個對象。

?????? (2)?客戶調(diào)用類的單個實例只允許使用一個公共訪問點，除了該公共訪問點，不能通過其他途徑訪問該實例。

?

思考 如何對單例模式進行改造，使得系統(tǒng)中某個類的對象可以存在有限多個，例如兩例或三例？【注：改造之后的類可稱之為多例類?！?/span>

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的确保对象的唯一性——单例模式的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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