一、定义
确保某个类只有一个实例,而且自行实例化并向整个系统提供这个实例。
二、使用场景
1.确保某个类只有一个实例对象,避免产生多个对象消耗过多的资源;或者逻辑上某个类的对象应该只有一个,出现多个则出现一些错误。例如:对 IO、数据库、网络、图片、SharePreference 等的访问。
2.需要定义大量的静态常量和静态方法,例如 Utils 类
3.唯一序列号生成的场合
4.需要一个共享访问点或者共享数据的场合,例如全局的计数器
- Android 中的
SystemService
就是通过单例的方式注册到系统当中
- Android 中的
三、栗子
1、懒汉式单例
/**
* 懒汉式单例(用到才实例化)
* 优点:Lazy 初始化;线程安全
* 缺点:每次需要同步性能较低,不建议使用
* @author innovator
*
*/
public class MyLazySingleton {
private static MyLazySingleton instance = null;
private MyLazySingleton() {
}
public synchronized static MyLazySingleton getInstance() {
if(instance == null) {
instance = new MyLazySingleton();
}
return instance;
}
}
2、饿汉式单例
/**
* 饿汉式单例(加载类的时候已经实例化)
* 优点:非Lazy 初始化
* 缺点:浪费内存;线程安全,基于 ClassLoader 机制避免了多线程的同步问题
* @author innovator
*/
public class MyStarveSingleton {
//方式一:类装载的时候初始化
private static MyStarveSingleton instance = new MyStarveSingleton();
//方式二:类初始化的时候才去初始化
static {
instance = new MyStarveSingleton();
}
private MyStarveSingleton() {
}
public static MyStarveSingleton getInstance() {
return instance;
}
}
3、双检锁/双重校验锁单例(DCL,即 double-checked locking)
/**
* DCL单例
* 优点:懒汉式的改进版,Lazy初始化;线程安全,且在多线程情况下能保持高性能
* @author innovator
*
*/
public class MyDCLSingleton {
private volatile static MyDCLSingleton instance = null;
private MyDCLSingleton() {
}
public static MyDCLSingleton getInstance() {
if(instance == null) {
synchronized (MyDCLSingleton.class) {
if(instance == null) {
instance = new MyDCLSingleton();
}
}
}
return instance;
}
}
4、静态内部类单例
/**
* 静态内部类单例
* 确保调用 getInstance 才 Lazy 初始化;线程安全;推荐使用
* @author innovator
*
*/
public class MyInnerStaticSingleton {
private MyInnerStaticSingleton() {
}
public static MyInnerStaticSingleton getInstance() {
return SingletonHolder.instance;
}
public static class SingletonHolder{
private static final MyInnerStaticSingleton instance = new MyInnerStaticSingleton();
}
}
5、枚举型单例
/**
* 枚举型单例
* 优点:Lazy初始化;线程安全;是实现单例模式的最佳方法。它更简洁,自动支持序列化机制,绝对防止多次实例化。
* @author innovator
*
*/
public enum MyEnumSingleton {
INSTANCE
}
四、优点
1.由于单例模式在内存中只有一个实例,减少了内存开支,特别是一个对象需要频繁的被创建、销毁,而且创建或销毁时性能又无法优化,单例模式的优势就非常明显。
2.由于单例模式只生成一个实例,减少了系统性能开销,当一个对象的产生需要比较多的资源时,如读取配置、产生其他依赖对象时,则可以通过在应用启动时直接产生一个单例对象,然后永久驻留内存的方式来解决(在 Java EE 中采用单例模式时需要注意 JVM 垃圾回收机制);
3.单例模式可以避免对资源的多重占用,例如一个写文件动作,由于只有一个实例存在内存中,避免对同一个资源文件的同时写操作。
4.单例模式可以在系统设置全局的访问点,优化环共享资源访问,例如可以设计一个单例类,负责所有数据表的映射处理。
五、缺点
1.单例模式没有接口,扩展很困难,若要扩展,除了修改代码没有第二种途径可以实现。单例模式为什么不能增加接口呢?因为接口对单例模式是没有任何的意义,它要求“自行实例化”,并且提供单一实例、接口或抽象类是不可能被实例化的。
2.单例模式对测试是不利的。在并行开发环境中,如果单例模式没有完成,是不能进行测试的,没有接口也不能使用 mock 的方式虚拟一个对象。
3.单例模式与单一职责原则有冲突。一个类应该只实现一个的逻辑,而不关心它是否是单例的,决定它是不是要单例是环境决定的,单例模式把“要单例”和业务逻辑融合也在一个类中。
4.通常来说,单例对象如果持有
Context
,很容易引发内存泄漏。此时需要注意传递给单例对象的Context
是ApplicationContext
。