《设计模式之禅》之单例模式

一、单例模式定义

确保某一个类只有一个实例，而且自行实例化并向整个系统提供这个实例。

二、单例模式的应用

1.单例模式的优点

• 由于单例模式再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地创建、销毁时，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;
• 由于单例模式只生成一个实例，所以减少了系统的性能开销，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，然后用永久驻留内存的方式解决(在JavaEE中采用单例模式时需要注意JVM垃圾回收机制);
• 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;
• 单例模式可以在系统设置全局的访问点，优化和共享资源访问，例如可以设计一个单例类，负责所有数据表的映射处理;

2.单例模式的缺点

• 单例模式一般没有接口，扩展很困难，若要扩展，除了修改代码基本上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意义的，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。当然，在特殊情况下，单例模式可以实现接口、被继承等，需要在系统开发中根据环境判断;
• 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;
• 单例模式与单一职责原则有冲突。一个类应该只实现一个逻辑，而不关心它是否是单例的，是不是要单例取决于环境，单例模式把”要单例”和业务逻辑融合在一个类中;

3.单例模式的使用场景

• 要求生成唯一序列号的环境;
• 在整个项目中需要把一个共享访问点或共享数据，例如一个Web页面上的计数器，可以不用把每次刷新都记录到数据库中，使用单例模式保持计数器的值，并确保是线程安全的;
• 创建一个对象需要消耗的资源过多，如要访问IO和数据库等资源;
• 需要定义大量的静态常量和静态方法(如工具类)的环境，可以采用单例模式(当然，也可以直接声明为static的方式);

三、最佳实践

单例模式是23个模式中比较简单的模式，应该也非常广泛，如在Spring中，每个Bean默认就是单例的，这样做的优点是Spring容器可以管理这些Bean的生命期，决定什么时候创建出来，什么时候销毁，销毁的时候要如何处理，等等。如果采用非单例模式，则Bean初始化后的管理交由J2EE容器，Spring容器不再跟踪管理Bean的生命周期。

代码例子:https://github.com/developers-youcong/DesignPatternPractice/tree/master/Singleton