当前位置：首页 > news >正文

23种设计模式-单例(Singleton)设计模式

news 来源：原创 2025/5/1 22:08:09

单例设计模式

🚩什么是单例设计模式？
🚩单例设计模式的特点
🚩单例设计模式的结构
🚩单例设计模式的优缺点
🚩单例设计模式的Java实现
🚩代码总结
🚩总结

🚩什么是单例设计模式？

单例模式（Singleton Pattern） 是 创建型设计模式，它确保 一个类只有一个实例，并提供 全局访问点 以获取该实例。

使用场景

需要保证全局唯一性的对象，如 日志管理器、数据库连接池、缓存管理器 等。
需要共享资源，避免创建多个实例导致资源浪费。
需要控制对象的访问，如 线程池，只能有一个管理者控制线程分配。

🚩单例设计模式的特点

全局唯一性：整个应用程序中只能有一个实例。
提供全局访问点：外部只能通过 getInstance() 获取实例。
延迟加载（可选）：可以实现 懒加载，只有在需要时才创建实例，减少资源占用。
线程安全（可选）：可以采用 同步机制 确保在多线程环境下仍然保证唯一性。

🚩单例设计模式的结构

单例模式主要包含以下部分：

Singleton（单例类）：提供 私有构造方法，确保外部不能创建对象，并提供公共 getInstance() 方法访问唯一实例。
Client（客户端）：通过 getInstance() 方法访问单例对象。

🚩单例设计模式的优缺点

✅ 优点

全局唯一性：保证只有一个实例，避免资源浪费。
控制实例个数：防止创建多个对象，影响性能或逻辑错误。
提供全局访问点：可以随时访问，无需每次创建新实例。

❌ 缺点

可能引起全局状态问题：单例是 全局对象，在某些情况下可能导致难以调试的状态问题。
不适用于多线程（非线程安全实现）：如果不加锁，多线程环境下可能会创建多个实例。
增加代码复杂度：如果实现线程安全的单例模式（如 双重检查锁定），代码会变得更复杂。

🚩单例设计模式的Java实现

代码地址：GitHub

创建单例类，instance 存储唯一实例，确保全局唯一性，private Singleton() 防止外部创建新实例，getInstance() 提供全局访问点。

/**
 * @author hanson
 * @description:
 * @date 2025-03-23 23:37:21
 * @version: 1.0
 */
public class Singleton {

    private int number = 2025;

    public void setNumber(int number) {
        this.number = number;
    }

    public int getNumber() {
        return number;
    }

    // 1. 创建私有静态实例
    private static Singleton instance = new Singleton();

    // 2. 构造方法私有化，防止外部实例化
    private Singleton() {
    }

    // 3. 提供公共方法获取实例
    public static Singleton getInstance() {
        return instance;
    }
}

测试单例模式

/**
 * @author hanson
 * @description:
 * @date 2025-03-23 23:39:39
 * @version: 1.0
 */
public class SingletonPattern {

    public static void main(String[] args) {
        // Singleton singleton1 = new Singleton();  // 不能直接实例化

        Singleton singleton1 = Singleton.getInstance();
        Singleton singleton2 = Singleton.getInstance();
        Singleton singleton3 = Singleton.getInstance();

        System.out.println(singleton1.getNumber() + " " + singleton2.getNumber() + " " + singleton3.getNumber());

        singleton1.setNumber(528);

        System.out.println(singleton1.getNumber() + " " + singleton2.getNumber() + " " + singleton3.getNumber());
    }
}