Java中用单例模式有什么好处?

 

Java Singleton模式主要做用是保证在Java应用程序中，一个类Class只有一个实例存在。 使用Singleton的好处还在于能够节省内存，由于它限制了实例的个数，有利于Java垃圾回收（garbage collection）。

咱们在浏览BBS、SNS网站的时候，经常会看到“当前在线人数”这样的一项内容。对于这样的一项功能，咱们一般的作法是把当前的在线人数存放到一个内存、文件或者数据库中，每次用户登陆的时候，就会立刻从内存、文件或者数据库中取出，在其基础上加1后，做为当前的在线人数进行显示，而后再把它保存回内存、文件或者数据库里，这样后续登陆的用户看到的就是更新后的当前在线人数；一样的道理，当用户退出后，当前在线人数进行减1的工做。因此，对于这样的一个需求，咱们按照面向对象的设计思想，能够把它抽象为“在线计数器”这样一个对象。

网站代码中凡是用到计数器的地方，只要new一个计数器对象，而后就能够获取、保存、增长或者减小在线人数的数量。不过，咱们的代码实际的使用效果并很差。假若有多个用户同时登陆,那么在这个时刻，经过计数器取到的在线人数是相同的，因而他们使用各自的计数器加1后存入文件或者数据库。这样操做后续登录的用户获得的在线人数，与实际的在线人数并不一致。因此，把这个计数器设计为一个全局对象，全部人都共用同一份数据，就能够避免相似的问题，这就是咱们所说的单例模式的其中的一种应用。

单例模式可以保证一个类仅有惟一的实例，并提供一个全局访问点。

咱们是否是能够经过一个全局变量来实现单例模式的要求呢？咱们只要仔细地想一想看，全局变量确实能够提供一个全局访问点，可是它不能防止别人实例化多个对象。经过外部程序来控制的对象的产生的个数，势必会系统的增长管理成本，增大模块之间的耦合度。因此，最好的解决办法就是让类本身负责保存它的惟一实例，而且让这个类保证不会产生第二个实例，同时提供一个让外部对象访问该实例的方法。本身的事情本身办，而不是由别人代办，这很是符合面向对象的封装原则。

单例模式主要有3个特色，：

一、单例类确保本身只有一个实例。

二、单例类必须本身建立本身的实例。

三、单例类必须为其余对象提供惟一的实例。

单例模式的实现方式：懒汉单例类和饿汉单例类

单例模式的实现有多种方法，常见的就有懒汉式单例类和饿汉式单例类。咱们前面介绍的实现方法就属于懒汉式单例类。

· 懒汉式单例类

对于懒汉模式，咱们能够这样理解：该单例类很是懒，只有在自身须要的时候才会行动，历来不知道及早作好准备。它在须要对象的时候，才判断是否已有对象，若是没有就当即建立一个对象，而后返回，若是已有对象就再也不建立，当即返回。

懒汉模式只在外部对象第一次请求实例的时候才去建立。

· 饿汉式单例

对于饿汉模式，咱们能够这样理解：该单例类很是饿，迫切须要吃东西，因此它在类加载的时候就当即建立对象。

咱们对比一下懒汉模式和饿汉模式的优缺点：

懒汉模式，它的特色是运行时得到对象的速度比较慢，但加载类的时候比较快。它在整个应用的生命周期只有一部分时间在占用资源。

饿汉模式，它的特色是加载类的时候比较慢，但运行时得到对象的速度比较快。它从加载到应用结束会一直占用资源。

这两种模式对于初始化较快，占用资源少的轻量级对象来讲，没有多大的性能差别，选择懒汉式仍是饿汉式都没有问题。可是对于初始化慢，占用资源多的重量级对象来讲，就会有比较明显的差异了。因此，对重量级对象应用饿汉模式，类加载时速度慢，但运行时速度快；懒汉模式则与之相反，类加载时速度快，但运行时第一次得到对象的速度慢。

从用户体验的角度来讲，咱们应该首选饿汉模式。咱们愿意等待某个程序花较长的时间初始化，却不喜欢在程序运行时等待过久，给人一种反应迟钝的感受，因此对于有重量级对象参与的单例模式，咱们推荐使用饿汉模式。

而对于初始化较快的轻量级对象来讲，选用哪一种方法均可以。若是一个应用中使用了大量单例模式，咱们就应该权衡两种方法了。轻量级对象的单例采用懒汉模式，减轻加载时的负担，缩短加载时间，提升加载效率；同时因为是轻量级对象，把这些对象的建立放在使用时进行，实际就是把建立单例对象所消耗的时间分摊到整个应用中去了，对于整个应用的运行效率没有太大影响。

什么状况下使用单例模式

单例模式也是一种比较常见的设计模式，它到底能带给咱们什么好处呢？其实无非是三个方面的做用：

第1、控制资源的使用，经过线程同步来控制资源的并发访问；

第2、控制实例产生的数量，达到节约资源的目的。

第3、做为通讯媒介使用，也就是数据共享，它能够在不创建直接关联的条件下，让多个不相关的两个线程或者进程之间实现通讯。

好比，数据库链接池的设计通常采用单例模式，数据库链接是一种数据库资源。软件系统中使用数据库链接池，主要是节省打开或者关闭数据库链接所引发的效率损耗，这种效率上的损耗仍是很是昂贵的。固然，使用数据库链接池还有不少其它的好处，能够屏蔽不一样数据数据库之间的差别，实现系统对数据库的低度耦合，也能够被多个系统同时使用，具备高可复用性，还能方便对数据库链接的管理等等。数据库链接池属于重量级资源，一个应用中只须要保留一份便可，既节省了资源又方便管理。因此数据库链接池采用单例模式进行设计会是一个很是好的选择。

在咱们平常使用的在Windows中也有很多单例模式设计的组件，象经常使用的文件管理器。因为Windows操做系统是一个典型的多进程多线程系统，那么在建立或者删除某个文件的时候，就不可避免地出现多个进程或线程同时操做一个文件的现象。采用单例模式设计的文件管理器就能够完美的解决这个问题，全部的文件操做都必须经过惟一的实例进行，这样就不会产生混乱的现象。

再好比，每台计算机能够有若干个打印机，若是每个进程或者线程都独立地使用打印机资源的话，那么咱们打印出来的结果就有可能既包含这个打印任务的一部分，又包含另一个打印任务的一部分。因此，大多数的操做系统最终为打印任务设计了一个单例模式的假脱机服务Printer Spooler，全部的打印任务都须要经过假脱机服务进行。

实际上，配置信息类、管理类、控制类、门面类、代理类一般被设计为单例类。像Java的Struts、Spring框架，.Net的Spring.Net框架，以及Php的Zend框架都大量使用了单例模式。