分析 | 单例设计模式

单例模式

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。

简单来说就是:

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

单例模式看起来非常简单,实现起来也非常简单。单例模式在面试中是一个高频面试题。希望大家能够认真学习,掌握单例模式,提升核心竞争力,给面试加分,顺利拿到 Offer。

1. 单例模式定义

单例(Singleton)模式的定义:指一个类只有一个实例,且该类能自行创建这个实例的一种模式,并提供一个访问它的全局访问点。

2. 单例模式作用

单例模式主要用来解决,一个全局使用的类被频繁的创建、销毁。

核心思想:创建对象时,先判断对象是否已经存在,如果有则返回,如果没有则创建。

关键代码是构造函数私有化;使对象全局只创建一个。

3. 单例模式应用场景

对于 Java 来说,单例模式可以保证在一个 JVM 中只存在单一实例。单例模式的应用场景主要有以下几个方面。

  • 需要频繁创建的一些类,使用单例可以降低系统的内存压力,减少 GC。
  • 某类只要求生成一个对象的时候,如一个班中的班长、每个人的身份证号等。
  • 某些类创建实例时占用资源较多,或实例化耗时较长,且经常使用。
  • 某类需要频繁实例化,而创建的对象又频繁被销毁的时候,如多线程的线程池、网络连接池等。
  • 频繁访问数据库或文件的对象。
  • 对于一些控制硬件级别的操作,或者从系统上来讲应当是单一控制逻辑的操作,如果有多个实例,则系统会完全乱套。
  • 当对象需要被共享的场合。由于单例模式只允许创建一个对象,共享该对象可以节省内存,并加快对象访问速度。如 Web 中的配置对象、数据库的连接池等。

3. 单例模式结构

单例模式的主要角色如下。

  • 单例类:包含一个实例且能自行创建这个实例的类。
  • 访问类:使用单例的类。
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