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單例模式介紹：

單例模式（Singleton），也叫單子模式，是一種常用的軟件設(shè)計(jì)模式。在應(yīng)用這個(gè)模式時(shí)，單例對(duì)象的類必須保證只有一個(gè)實(shí)例存在。許多時(shí)候整個(gè)系統(tǒng)只需要擁有一個(gè)全局對(duì)象，這樣有利于我們協(xié)調(diào)系統(tǒng)整體的行為。

比如在某個(gè)服務(wù)器程序中，該服務(wù)器的配置信息存放在一個(gè)文件中，這些配置數(shù)據(jù)由一個(gè)單例對(duì)象統(tǒng)一讀取，然后服務(wù)進(jìn)程中的其他對(duì)象再通過這個(gè)單例對(duì)象獲取這些配置信息。這種方式簡(jiǎn)化了在復(fù)雜環(huán)境下的配置管理。

單例模式實(shí)現(xiàn)思路：

• 一個(gè)類能返回對(duì)象一個(gè)引用(永遠(yuǎn)是同一個(gè))和一個(gè)獲得該實(shí)例的方法（必須是靜態(tài)方法，通常使用getInstance這個(gè)名稱）；

• 調(diào)用這個(gè)方法時(shí)，如果類持有的引用不為空就返回這個(gè)引用，如果類保持的引用為空就創(chuàng)建該類的實(shí)例并將實(shí)例的引用賦予該類保持的引用；

• 將該類的構(gòu)造函數(shù)定義為私有方法，這樣其他處的代碼就無(wú)法通過調(diào)用該類的構(gòu)造函數(shù)來(lái)實(shí)例化該類的對(duì)象，只有通過該類提供的靜態(tài)方法來(lái)得到該類的唯一實(shí)例。

需要注意的地方：

單例模式在多線程的，應(yīng)用場(chǎng)合下必須小心使用。如果當(dāng)唯一實(shí)例尚未創(chuàng)建時(shí)，有兩個(gè)線程同時(shí)調(diào)用創(chuàng)建方法，那么它們同時(shí)沒有檢測(cè)到唯一實(shí)例的存在，從而同時(shí)各自創(chuàng)建了一個(gè)實(shí)例，這樣就有兩個(gè)實(shí)例被構(gòu)造出來(lái)，從而違反了單例模式中實(shí)例唯一的原則。

解決這個(gè)問題的辦法是為指示類是否已經(jīng)實(shí)例化的變量提供一個(gè)互斥鎖(雖然這樣會(huì)降低效率)。

優(yōu)點(diǎn)：

1. 在單例模式中，活動(dòng)的單例只有一個(gè)實(shí)例，對(duì)單例類的所有實(shí)例化得到的都是相同的一個(gè)實(shí)例。這樣就 防止其它對(duì)象對(duì)自己的實(shí)例化，確保所有的對(duì)象都訪問一個(gè)實(shí)例

2. 單例模式具有一定的伸縮性，類自己來(lái)控制實(shí)例化進(jìn)程，類就在改變實(shí)例化進(jìn)程上有相應(yīng)的伸縮性。

3. 提供了對(duì)唯一實(shí)例的受控訪問。

4. 由于在系統(tǒng)內(nèi)存中只存在一個(gè)對(duì)象，因此可以 節(jié)約系統(tǒng)資源，當(dāng) 需要頻繁創(chuàng)建和銷毀的對(duì)象時(shí)單例模式無(wú)疑可以提高系統(tǒng)的性能。

5. 允許可變數(shù)目的實(shí)例。

6. 避免對(duì)共享資源的多重占用。

缺點(diǎn)：

1. 不適用于變化的對(duì)象，如果同一類型的對(duì)象總是要在不同的用例場(chǎng)景發(fā)生變化，單例就會(huì)引起數(shù)據(jù)的錯(cuò)誤，不能保存彼此的狀態(tài)。

2. 由于單利模式中沒有抽象層，因此單例類的擴(kuò)展有很大的困難。

3. 單例類的職責(zé)過重，在一定程度上違背了“單一職責(zé)原則”。

4. 濫用單例將帶來(lái)一些負(fù)面問題，如為了節(jié)省資源將數(shù)據(jù)庫(kù)連接池對(duì)象設(shè)計(jì)為的單例類，可能會(huì)導(dǎo)致共享連接池對(duì)象的程序過多而出現(xiàn)連接池溢出；如果實(shí)例化的對(duì)象長(zhǎng)時(shí)間不被利用，系統(tǒng)會(huì)認(rèn)為是垃圾而被回收，這將導(dǎo)致對(duì)象狀態(tài)的丟失。

使用注意事項(xiàng)：

1. 使用時(shí)不能用反射模式創(chuàng)建單例，否則會(huì)實(shí)例化一個(gè)新的對(duì)象

2. 使用懶單例模式時(shí)注意線程安全問題

3. 餓單例模式和懶單例模式構(gòu)造方法都是私有的，因而是不能被繼承的，有些單例模式可以被繼承（如登記式模式）

適用場(chǎng)景：

單例模式只允許創(chuàng)建一個(gè)對(duì)象，因此節(jié)省內(nèi)存，加快對(duì)象訪問速度，因此對(duì)象需要被公用的場(chǎng)合適合使用，如多個(gè)模塊使用同一個(gè)數(shù)據(jù)源連接對(duì)象等等。如：

• 需要頻繁實(shí)例化然后銷毀的對(duì)象。

• 創(chuàng)建對(duì)象時(shí)耗時(shí)過多或者耗資源過多，但又經(jīng)常用到的對(duì)象。

• 有狀態(tài)的工具類對(duì)象。
  -頻繁訪問數(shù)據(jù)庫(kù)或文件的對(duì)象。

以下都是單例模式的經(jīng)典使用場(chǎng)景：

1. 資源共享的情況下，避免由于資源操作時(shí)導(dǎo)致的性能或損耗等。如上述中的日志文件，應(yīng)用配置。

2. 控制資源的情況下，方便資源之間的互相通信。如線程池等。

應(yīng)用場(chǎng)景：

1.外部資源，每臺(tái)計(jì)算機(jī)有若干個(gè)打印機(jī)，但只能有一個(gè)PrinterSpooler，以避免兩個(gè)打印作業(yè)同時(shí)輸出到打印機(jī)。內(nèi)部資源：大多數(shù)軟件都有一個(gè)（或多個(gè)）屬性文件存放系統(tǒng)配置，這樣的系統(tǒng)應(yīng)該有一個(gè)對(duì)象管理這些屬性文件

2.Windows的Task Manager（任務(wù)管理器）就是很典型的單例模式（這個(gè)很熟悉吧），想想看，是不是呢，你能打開兩個(gè)windows task manager嗎？不信你自己試試看哦~

3.windows的Recycle Bin（回收站）也是典型的單例應(yīng)用。在整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行過程中，回收站一直維護(hù)著僅有的一個(gè)實(shí)例。

4.網(wǎng)站的計(jì)數(shù)器，一般也是采用單例模式實(shí)現(xiàn)，否則難以同步。

5.應(yīng)用程序的日志應(yīng)用，一般都何用單例模式實(shí)現(xiàn)，這一般是由于共享的日志文件一直處于打開狀態(tài)，因?yàn)橹荒苡幸粋€(gè)實(shí)例去操作，否則內(nèi)容不好追加。

6.Web應(yīng)用的配置對(duì)象的讀取，一般也應(yīng)用單例模式，這個(gè)是由于配置文件是共享的資源。

7.數(shù)據(jù)庫(kù)連接池的設(shè)計(jì)一般也是采用單例模式，因?yàn)閿?shù)據(jù)庫(kù)連接是一種數(shù)據(jù)庫(kù)資源。數(shù)據(jù)庫(kù)軟件系統(tǒng)中使用數(shù)據(jù)庫(kù)連接池，主要是節(jié)省打開或者關(guān)閉數(shù)據(jù)庫(kù)連接所引起的效率損耗，這種效率上的損耗還是非常昂貴的，因?yàn)楹斡脝卫Ｊ絹?lái)維護(hù)，就可以大大降低這種損耗。

8.多線程的線程池的設(shè)計(jì)一般也是采用單例模式，這是由于線程池要方便對(duì)池中的線程進(jìn)行控制。

9.操作系統(tǒng)的文件系統(tǒng)，也是大的單例模式實(shí)現(xiàn)的具體例子，一個(gè)操作系統(tǒng)只能有一個(gè)文件系統(tǒng)。

10.HttpApplication 也是單位例的典型應(yīng)用。熟悉ASP.Net(IIS)的整個(gè)請(qǐng)求生命周期的人應(yīng)該知道HttpApplication也是單例模式，所有的HttpModule都共享一個(gè)HttpApplication實(shí)例.。

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