Java中用單例模式有什麼好處?

 

Java Singleton模式主要做用是保證在Java應用程序中，一個類Class只有一個實例存在。 使用Singleton的好處還在於能夠節省內存，由於它限制了實例的個數，有利於Java垃圾回收（garbage collection）。

咱們在瀏覽BBS、SNS網站的時候，經常會看到「當前在線人數」這樣的一項內容。對於這樣的一項功能，咱們一般的作法是把當前的在線人數存放到一個內存、文件或者數據庫中，每次用戶登陸的時候，就會立刻從內存、文件或者數據庫中取出，在其基礎上加1後，做爲當前的在線人數進行顯示，而後再把它保存回內存、文件或者數據庫裏，這樣後續登陸的用戶看到的就是更新後的當前在線人數；一樣的道理，當用戶退出後，當前在線人數進行減1的工做。因此，對於這樣的一個需求，咱們按照面向對象的設計思想，能夠把它抽象爲「在線計數器」這樣一個對象。

網站代碼中凡是用到計數器的地方，只要new一個計數器對象，而後就能夠獲取、保存、增長或者減小在線人數的數量。不過，咱們的代碼實際的使用效果並很差。假若有多個用戶同時登陸,那麼在這個時刻，經過計數器取到的在線人數是相同的，因而他們使用各自的計數器加1後存入文件或者數據庫。這樣操做後續登錄的用戶獲得的在線人數，與實際的在線人數並不一致。因此，把這個計數器設計爲一個全局對象，全部人都共用同一份數據，就能夠避免相似的問題，這就是咱們所說的單例模式的其中的一種應用。

單例模式可以保證一個類僅有惟一的實例，並提供一個全局訪問點。

咱們是否是能夠經過一個全局變量來實現單例模式的要求呢？咱們只要仔細地想一想看，全局變量確實能夠提供一個全局訪問點，可是它不能防止別人實例化多個對象。經過外部程序來控制的對象的產生的個數，勢必會系統的增長管理成本，增大模塊之間的耦合度。因此，最好的解決辦法就是讓類本身負責保存它的惟一實例，而且讓這個類保證不會產生第二個實例，同時提供一個讓外部對象訪問該實例的方法。本身的事情本身辦，而不是由別人代辦，這很是符合面向對象的封裝原則。

單例模式主要有3個特色，：

一、單例類確保本身只有一個實例。

二、單例類必須本身建立本身的實例。

三、單例類必須爲其餘對象提供惟一的實例。

單例模式的實現方式：懶漢單例類和餓漢單例類

單例模式的實現有多種方法，常見的就有懶漢式單例類和餓漢式單例類。咱們前面介紹的實現方法就屬於懶漢式單例類。

· 懶漢式單例類

對於懶漢模式，咱們能夠這樣理解：該單例類很是懶，只有在自身須要的時候纔會行動，歷來不知道及早作好準備。它在須要對象的時候，才判斷是否已有對象，若是沒有就當即建立一個對象，而後返回，若是已有對象就再也不建立，當即返回。

懶漢模式只在外部對象第一次請求實例的時候纔去建立。

· 餓漢式單例

對於餓漢模式，咱們能夠這樣理解：該單例類很是餓，迫切須要吃東西，因此它在類加載的時候就當即建立對象。

咱們對比一下懶漢模式和餓漢模式的優缺點：

懶漢模式，它的特色是運行時得到對象的速度比較慢，但加載類的時候比較快。它在整個應用的生命週期只有一部分時間在佔用資源。

餓漢模式，它的特色是加載類的時候比較慢，但運行時得到對象的速度比較快。它從加載到應用結束會一直佔用資源。

這兩種模式對於初始化較快，佔用資源少的輕量級對象來講，沒有多大的性能差別，選擇懶漢式仍是餓漢式都沒有問題。可是對於初始化慢，佔用資源多的重量級對象來講，就會有比較明顯的差異了。因此，對重量級對象應用餓漢模式，類加載時速度慢，但運行時速度快；懶漢模式則與之相反，類加載時速度快，但運行時第一次得到對象的速度慢。

從用戶體驗的角度來講，咱們應該首選餓漢模式。咱們願意等待某個程序花較長的時間初始化，卻不喜歡在程序運行時等待過久，給人一種反應遲鈍的感受，因此對於有重量級對象參與的單例模式，咱們推薦使用餓漢模式。

而對於初始化較快的輕量級對象來講，選用哪一種方法均可以。若是一個應用中使用了大量單例模式，咱們就應該權衡兩種方法了。輕量級對象的單例採用懶漢模式，減輕加載時的負擔，縮短加載時間，提升加載效率；同時因爲是輕量級對象，把這些對象的建立放在使用時進行，實際就是把建立單例對象所消耗的時間分攤到整個應用中去了，對於整個應用的運行效率沒有太大影響。

什麼狀況下使用單例模式

單例模式也是一種比較常見的設計模式，它到底能帶給咱們什麼好處呢？其實無非是三個方面的做用：

第1、控制資源的使用，經過線程同步來控制資源的併發訪問；

第2、控制實例產生的數量，達到節約資源的目的。

第3、做爲通訊媒介使用，也就是數據共享，它能夠在不創建直接關聯的條件下，讓多個不相關的兩個線程或者進程之間實現通訊。

好比，數據庫鏈接池的設計通常採用單例模式，數據庫鏈接是一種數據庫資源。軟件系統中使用數據庫鏈接池，主要是節省打開或者關閉數據庫鏈接所引發的效率損耗，這種效率上的損耗仍是很是昂貴的。固然，使用數據庫鏈接池還有不少其它的好處，能夠屏蔽不一樣數據數據庫之間的差別，實現系統對數據庫的低度耦合，也能夠被多個系統同時使用，具備高可複用性，還能方便對數據庫鏈接的管理等等。數據庫鏈接池屬於重量級資源，一個應用中只須要保留一份便可，既節省了資源又方便管理。因此數據庫鏈接池採用單例模式進行設計會是一個很是好的選擇。

在咱們平常使用的在Windows中也有很多單例模式設計的組件，象經常使用的文件管理器。因爲Windows操做系統是一個典型的多進程多線程系統，那麼在建立或者刪除某個文件的時候，就不可避免地出現多個進程或線程同時操做一個文件的現象。採用單例模式設計的文件管理器就能夠完美的解決這個問題，全部的文件操做都必須經過惟一的實例進行，這樣就不會產生混亂的現象。

再好比，每臺計算機能夠有若干個打印機，若是每個進程或者線程都獨立地使用打印機資源的話，那麼咱們打印出來的結果就有可能既包含這個打印任務的一部分，又包含另一個打印任務的一部分。因此，大多數的操做系統最終爲打印任務設計了一個單例模式的假脫機服務Printer Spooler，全部的打印任務都須要經過假脫機服務進行。

實際上，配置信息類、管理類、控制類、門面類、代理類一般被設計爲單例類。像Java的Struts、Spring框架，.Net的Spring.Net框架，以及Php的Zend框架都大量使用了單例模式。