單例設(shè)計模式是一種軟件設(shè)計模式，用于將類的實例化限制為一個對象。
與其他創(chuàng)建設(shè)計模式（例如抽象工廠 ， 工廠和構(gòu)建器模式）相比，單例將創(chuàng)建一個對象，但也將負(fù)責(zé)，因此該對象只有一個實例存在。

當(dāng)創(chuàng)建一個單例類時，必須解決一些特定問題。

• 如何確保一個類只有一個實例。
• 如何輕松訪問類的唯一實例
• 類如何控制其實例化
• 如何限制一個類的實例數(shù)

假設(shè)我們有一個發(fā)送消息的類。
Messenger類。

package com.gkatzioura.design.creational.singleton;public class Messenger {public void send(String message) {} }

但是，我們希望消息過程僅由Messenger類的一個實例處理。 想象一下Messenger類打開一個tcp連接（例如xmpp）并且必須保持該連接活動以便發(fā)送消息的情況。 每次我們必須發(fā)送一條消息時，打開一個新的xmpp連接都是非常低效的。

因此，我們將繼續(xù)使Messenger類成為單例。

package com.gkatzioura.design.creational.singleton;public class Messenger {private static Messenger messenger = new Messenger();private Messenger() {}public static Messenger getInstance() {return messenger;}public void send(String message) {} }

如您所見，我們將Messenger構(gòu)造函數(shù)設(shè)置為私有，并使用靜態(tài)變量初始化了Messenger。
靜態(tài)變量是類級別的變量，僅當(dāng)將類加載到內(nèi)存中時，內(nèi)存分配才發(fā)生一次。 通過這種方式，我們確保將使Messenger類僅實例化一次。 一旦被調(diào)用，getInstance方法將獲取靜態(tài)Messenger實例。

顯然，以前的方法有其優(yōu)點和缺點。 我們不必?fù)?dān)心線程安全，僅在加載Messenger類時才創(chuàng)建實例。 但是，它缺乏靈活性。 考慮將配置變量傳遞給Messenger構(gòu)造函數(shù)的場景。 使用以前的方法是不可能的。

一種解決方法是在getInstance方法上實例化Messenger類。

package com.gkatzioura.design.creational.singleton.lait;public class Messenger {private static Messenger messenger;private Messenger() {}public static Messenger getInstance() {if(messenger==null) {messenger = new Messenger();}return messenger;}public void send(String message) {} }

上面的方法在某些情況下可能有效，但是在類可能在多線程環(huán)境中實例化的情況下，它會丟失線程安全性。

使我們的類線程安全的最簡單方法是同步getInstance方法。

package com.gkatzioura.design.creational.singleton.lait;public class Messenger {private static Messenger messenger;private Messenger() {}public synchronized static Messenger getInstance() {if(messenger==null) {messenger = new Messenger();}return messenger;}public void send(String message) {} }

那將工作。 至少將使Messenger的創(chuàng)建同步，并且不會創(chuàng)建任何重復(fù)項。 這種方法的問題在于，在創(chuàng)建對象時僅需要同步一次。 使用上面的代碼將導(dǎo)致不必要的開銷。

另一種方法是使用雙重檢查鎖定方法。 現(xiàn)在，經(jīng)過雙重檢查的鎖定需要格外小心，因為很容易從正確的選擇中找出損壞的實現(xiàn) 。
最好的方法是使用volatile關(guān)鍵字實現(xiàn)延遲加載。

package com.gkatzioura.design.creational.singleton.dcl;public class Messenger {private static final Object lock = new Object();private static volatile Messenger messenger;private Messenger() {}public static Messenger getInstance() {if(messenger==null) {synchronized (lock) {if(messenger==null) {messenger = new Messenger();}}}return messenger;}public void send(String message) {} }

通過使用volatile關(guān)鍵字，我們可以防止對volatile的寫入相對于任何先前的讀取或?qū)懭脒M(jìn)行重新排序，并防止對volatile的讀取相對于隨后的任何讀取或?qū)懭脒M(jìn)行重新排序。 互斥對象也用于實現(xiàn)同步。

總而言之，我們創(chuàng)建了一個對象，并確保該對象只有一個實例。 我們還確保在多線程環(huán)境中實例化對象不會有任何問題。

您可以在github上找到源代碼。

在下一篇博客文章中，我們將介紹原型模式。

另外，我還編寫了備忘單，其中包含“創(chuàng)作設(shè)計模式”的摘要。 在鏈接中注冊以接收它。

翻譯自: https://www.javacodegeeks.com/2018/03/creational-design-patterns-singleton-pattern.html

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的创新设计模式：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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