【创建型模式】单例模式

单例模式

  单例模式，顾名思义就是单一实例。在Java中可以理解为一个类只有一个实例（对象），并且该类提供获取该实例（对象）的方法。

一个疑问

  上图是Java中的两个工具类，Arrays跟Collections。从来没有接触过单例的同学，看了上图内心毫无波澜，往下看即可。接触过单例的同学带着这个问题看下面的内容：单例模式要求显式定义一个无参的构造函数，Arrays跟Collections都有私有的无参构造，为什么它们不设计成单例吗？

单例模式的特点

1. 有且只有一个私有的无参构造函数（小白看下图，老司机跳过）
   
2. 该类对外会提供一个获取该单例的方法

常见单例模式

饿汉式（立即加载)

  饿汉式，我自己记忆时也记‘急汉式’，联想时就体现在急上，急就会先实例化对象，实际饿正是此意，不过急有助于记忆。

public class HungrySingleton {
    
    // 一定义就调用构造函数创建对象
    private static HungrySingleton singleton = new HungrySingleton();

    private HungrySingleton() {
    

    }

    public HungrySingleton getSingleton() {
    
        return singleton;
    }
}

懒汉式（延时加载）

  懒汉式与饿汉式是相对的，也是属于不急的那种，所以定义时没有立即初始化，而是使用的时候才会初始化。关于饿汉式本文只介绍常用的写法（具体这么写的原因会有文章深挖），双检锁写法（对声明的单例进行两次判null操作，意为双检）。

public class LazySingeton {
    
    private volatile static LazySingeton singeton;

    private LazySingeton() {
    

    }

    public LazySingeton getSingeton() {
    
        if (singeton == null) {
    
            synchronized (LazySingeton.class) {
    
                if (singeton == null) {
    
                    // 使用时才初始化
                    singeton = new LazySingeton();
                }
            }
        }
        return singeton;
    }
}

单例模式的应用场景

1. 生成唯一序列号

   // 不适用于分布式
   public class SingetonGenerator{
         
       // 序列化
   	private long id;
       
   	private static final SingetonGenerator singeton = new SingetonGenerator();
   	
   	private SingetonGenerator(){
         }
   
   	public synchronized long next(){
         
   		return ++id;
   	}
   
   	public static SerialGenerator getInstance(){
         
   		return singeton;
   	}
   }
   

   // 客户端调用
   public class SingetonGeneratorTest {
         
   	public static void main(String[] args) {
         
   		SingetonGenerator singeton = SingetonGenerator.getInstance();
           // 执行这个方法后id就会增加1
   		singeton.next();
   	}
   }
   
   

2. 在整个项目中需要一个共享数据

   很多游戏都能看见xxx玩家同时在线，比如我的青春，当时800万勇士同时在线。这个800万就是一个共享数据，假设这个共享数据定义为变量count，那么勇士登录后，就要拿到整个count进行+1操作

3. 创建该对象消耗大量资源，最常见的就是数据库连接池，再比如Mybatis创建SQLSessionFactory，这个工厂要几个，一个即可。

4. 类中需要有大量的静态方法，静态属性等（这其实是最开始提出的疑问，往下看）

静态方法 CF 单例模式（CF代表比较）

  请大家重新看下文章开头的图片以及单例模式的特点，你会发现Arrays与Collections都具备了单例模式的第一个条件，有且只有一个私有的无参构造，但是他们都不具备第二个条件：该类对外会提供一个获取该单例的方法。为什么这两个类不设计成单例模式呢？

  先说结论，静态方法是不需要变的，单例模式是需要变的，如何理解呢？类似于Arrays，Collections这样的工具类他们声明的变量与方法都是不变的（变量加final），而单例模式是需要提供一个全局访问的节点或数据的，它是需要变的，比如唯一序列号，网上在线人数，这个是静态方法做不了的。

总结

  Java中很多工具类也会采用私有化的构造方法来保证实例的单一性，但它与单例还是有很多不同的，工具类是不保存状态的，它含有的只是一些静态方法或者静态属性，来供开发者使用，而单例模式如上所说是有状态的，是需要变化的。工具类只是装一些静态方法，静态属性，而单例却是有着唯一的对象实例！

  单例模式最核心的点就在于单，单身狗的单，它只产生单（一）个对象。单例模式最常见的两种模式就是懒汉式和饿汉式，其实单例模式的实现方式不止本文介绍的两种。比如还有静态内部类延时加载实现单例，枚举单例等，使用时建议结合使用场景去选择懒汉或者饿汉，静态内部类与枚举单例不推荐，知道有这两种方式即可。