單例設計模式是一種軟件設計模式，用于將類的實例化限制為一個對象。
與其他創建設計模式（例如抽象工廠 ， 工廠和構建器模式）相比，單例將創建一個對象，但也將負責，因此該對象只有一個實例存在。

當創建一個單例類時，必須解決一些特定問題。

• 如何確保一個類只有一個實例。
• 如何輕松訪問類的唯一實例
• 類如何控制其實例化
• 如何限制一個類的實例數

假設我們有一個發送消息的類。
Messenger類。

package com.gkatzioura.design.creational.singleton;public class Messenger {public void send(String message) {} }

但是，我們希望消息過程僅由Messenger類的一個實例處理。 想象一下Messenger類打開一個tcp連接（例如xmpp）并且必須保持該連接活動以便發送消息的情況。 每次我們必須發送一條消息時，打開一個新的xmpp連接都是非常低效的。

因此，我們將繼續使Messenger類成為單例。

package com.gkatzioura.design.creational.singleton;public class Messenger {private static Messenger messenger = new Messenger();private Messenger() {}public static Messenger getInstance() {return messenger;}public void send(String message) {} }

如您所見，我們將Messenger構造函數設置為私有，并使用靜態變量初始化了Messenger。
靜態變量是類級別的變量，僅當將類加載到內存中時，內存分配才發生一次。 通過這種方式，我們確保將使Messenger類僅實例化一次。 一旦被調用，getInstance方法將獲取靜態Messenger實例。

顯然，以前的方法有其優點和缺點。 我們不必擔心線程安全，僅在加載Messenger類時才創建實例。 但是，它缺乏靈活性。 考慮將配置變量傳遞給Messenger構造函數的場景。 使用以前的方法是不可能的。

一種解決方法是在getInstance方法上實例化Messenger類。

package com.gkatzioura.design.creational.singleton.lait;public class Messenger {private static Messenger messenger;private Messenger() {}public static Messenger getInstance() {if(messenger==null) {messenger = new Messenger();}return messenger;}public void send(String message) {} }

上面的方法在某些情況下可能有效，但是在類可能在多線程環境中實例化的情況下，它會丟失線程安全性。

使我們的類線程安全的最簡單方法是同步getInstance方法。

package com.gkatzioura.design.creational.singleton.lait;public class Messenger {private static Messenger messenger;private Messenger() {}public synchronized static Messenger getInstance() {if(messenger==null) {messenger = new Messenger();}return messenger;}public void send(String message) {} }

那將工作。 至少將使Messenger的創建同步，并且不會創建任何重復項。 這種方法的問題在于，在創建對象時僅需要同步一次。 使用上面的代碼將導致不必要的開銷。

另一種方法是使用雙重檢查鎖定方法。 現在，經過雙重檢查的鎖定需要格外小心，因為很容易從正確的選擇中找出損壞的實現 。
最好的方法是使用volatile關鍵字實現延遲加載。

package com.gkatzioura.design.creational.singleton.dcl;public class Messenger {private static final Object lock = new Object();private static volatile Messenger messenger;private Messenger() {}public static Messenger getInstance() {if(messenger==null) {synchronized (lock) {if(messenger==null) {messenger = new Messenger();}}}return messenger;}public void send(String message) {} }

通過使用volatile關鍵字，我們可以防止對volatile的寫入相對于任何先前的讀取或寫入進行重新排序，并防止對volatile的讀取相對于隨后的任何讀取或寫入進行重新排序。 互斥對象也用于實現同步。

總而言之，我們創建了一個對象，并確保該對象只有一個實例。 我們還確保在多線程環境中實例化對象不會有任何問題。

您可以在github上找到源代碼。

在下一篇博客文章中，我們將介紹原型模式。

另外，我還編寫了備忘單，其中包含“創作設計模式”的摘要。 在鏈接中注冊以接收它。

翻譯自: https://www.javacodegeeks.com/2018/03/creational-design-patterns-singleton-pattern.html

總結

以上是生活随笔為你收集整理的创新设计模式：单例模式的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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