需求分析

面试过后，感觉很久没有好好去回顾下这些设计模式了
今天出一个设计模式专栏来好好回顾下
正好最近也有充足的时间对整个知识体系和框架进行梳理和回顾
今天是设计模式专栏第二节

单例介绍

单例模式（Singleton Pattern）是 Java 中最简单的设计模式之一。这种类型的设计模式属于创建型模式，它提供了一种创建对象的最佳方式。

这种模式涉及到一个单一的类，该类负责创建自己的对象，同时确保只有单个对象被创建。这个类提供了一种访问其唯一的对象的方式，可以直接访问，不需要实例化该类的对象。

注意：

1、单例类只能有一个实例。
2、单例类必须自己创建自己的唯一实例。
3、单例类必须给所有其他对象提供这一实例。

意图：保证一个类仅有一个实例，并提供一个访问它的全局访问点。

主要解决：一个全局使用的类频繁地创建与销毁。

何时使用：当您想控制实例数目，节省系统资源的时候。

如何解决：判断系统是否已经有这个单例，如果有则返回，如果没有则创建。

关键代码：构造函数是私有的。

应用实例：

1、一个班级只有一个班主任。
2、Windows 是多进程多线程的，在操作一个文件的时候，就不可避免地出现多个进程或线程同时操作一个文件的现象，所以所有文件的处理必须通过唯一的实例来进行。
3、一些设备管理器常常设计为单例模式，比如一个电脑有两台打印机，在输出的时候就要处理不能两台打印机打印同一个文件。
优点：

1、在内存里只有一个实例，减少了内存的开销，尤其是频繁的创建和销毁实例（比如管理学院首页页面缓存）。
2、避免对资源的多重占用（比如写文件操作）。
缺点：没有接口，不能继承，与单一职责原则冲突，一个类应该只关心内部逻辑，而不关心外面怎么样来实例化。

使用场景：

1、要求生产唯一序列号。
2、WEB 中的计数器，不用每次刷新都在数据库里加一次，用单例先缓存起来。
3、创建的一个对象需要消耗的资源过多，比如 I/O 与数据库的连接等。
注意事项：getInstance() 方法中需要使用同步锁 synchronized (Singleton.class) 防止多线程同时进入造成 instance 被多次实例化。

一般情况

Demo

public class A11172022 {

    public static void main(String[] args) {

        for (int i = 0; i < 10; i++) {
//            new Thread(()->{
//                System.out.println(Thread.currentThread().getName()  + SingleSample.getSingleSample().hashCode());
//                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + SingleSample.getSingleSample().hashCode());
//            }, "SingleSampleCurThread" + i + " ").start();

            new Thread(()->{
                SingleSample01 singleSample01 = new SingleSample01();
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + singleSample01.getSingleSample().hashCode());
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + singleSample01.getSingleSample().hashCode());
            }, "SingleSample01 " + i).start();
        }
    }
}

class SingleSample01{
    private SingleSample01 singleSample;

    public SingleSample01 getSingleSample(){
        if (singleSample == null){
            singleSample = new SingleSample01();
        }
        return singleSample;

    }


}

Result

单例模式（饿汉式—静态常量方式（线程安全））

Demo

public class A11172022 {

    public static void main(String[] args) {

        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            new Thread(()->{
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()  + SingleSample.getSingleSample().hashCode());
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + SingleSample.getSingleSample().hashCode());
            }, "SingleSampleCurThread" + i + " ").start();

//            new Thread(()->{
//                SingleSample01 singleSample01 = new SingleSample01();
//                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + singleSample01.getSingleSample().hashCode());
//                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + singleSample01.getSingleSample().hashCode());
//            }, "SingleSample01 " + i).start();
        }
    }
}

class SingleSample{

    private static SingleSample singleSample = new SingleSample();

    public static SingleSample getSingleSample(){
        return singleSample;
    }
   /*
    private static SingleSample singleSample;

    public static SingleSample getSingleSample(){
        if (SingleSample.singleSample == null){
            singleSample = new SingleSample();
        }
        return SingleSample.singleSample;

    }*/


}

Result

懒汉式（线程不安全）

Demo

public class A11172022 {

    public static void main(String[] args) {

        for (int i = 0; i < 10; i++) {
//            new Thread(()->{
//                System.out.println(Thread.currentThread().getName()  + SingleSample.getSingleSample().hashCode());
//                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + SingleSample.getSingleSample().hashCode());
//            }, "SingleSampleCurThread" + i + " ").start();


            new Thread(()->{
                SingleSample01 singleSample01 = new SingleSample01();
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + singleSample01.getSingleSample().hashCode());
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + singleSample01.getSingleSample().hashCode());
            }, "SingleSample01 " + i).start();
//
        }
    }
}

class SingleSample01{
    private static SingleSample01 singleSample;

    public static SingleSample01 getSingleSample(){
        if (singleSample == null){
            singleSample = new SingleSample01();
        }
        return singleSample;

    }


}

Result

懒汉式（加入锁机制）

Demo

public class A11172022 {

    public static void main(String[] args) {

        for (int i = 0; i < 10; i++) {
//            new Thread(()->{
//                System.out.println(Thread.currentThread().getName()  + SingleSample.getSingleSample().hashCode());
//                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + SingleSample.getSingleSample().hashCode());
//            }, "SingleSampleCurThread" + i + " ").start();


            new Thread(()->{
                SingleSample01 singleSample01 = new SingleSample01();
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + singleSample01.getSingleSample().hashCode());
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + singleSample01.getSingleSample().hashCode());
            }, "SingleSample01" + i + " ").start();
//
        }
    }
}

class SingleSample01{
    private static SingleSample01 singleSample;

    public static synchronized SingleSample01 getSingleSample(){
        if (singleSample == null){
            singleSample = new SingleSample01();
        }
        return singleSample;

    }


}

Result

双检索单例

Demo

class SingleSample{

    private static volatile SingleSample singleSample;

    public static SingleSample getInstance(){
        if(singleSample==null){
            synchronized (SingleSample.class){
                if (singleSample==null){
                    singleSample = new SingleSample();
                }
            }
        }

        return singleSample;
    }

}

public class A11172022 {

    public static void main(String[] args) {

        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            new Thread(()->{
                System.out.println(Thread.currentThread().getName()  + SingleSample.getInstance().hashCode());
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + SingleSample.getInstance().hashCode());
            }, "SingleSampleCurThread" + i + " ").start();


//            new Thread(()->{
//                SingleSample01 singleSample01 = new SingleSample01();
//                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + singleSample01.getSingleSample().hashCode());
//                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + singleSample01.getSingleSample().hashCode());
//            }, "SingleSample01" + i + " ").start();
//
        }
    }
}

Result