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设计模式 - 单例模式 ​

设计模式 - 单例模式

保证一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。

一、概念 ​

单例模式（Singleton Pattern）是 Java 中最简单的设计模式之一。这种类型的设计模式属于创建型模式，它提供了一种创建对象的最佳方式。

这种模式涉及到一个单一的类，该类负责创建自己的对象，同时确保只有单个对象被创建。这个类提供了一种访问其唯一的对象的方式，可以直接访问，不需要实例化该类的对象。

单例模式是一种创建型设计模式，它确保一个类只有一个实例，并提供了一个全局访问点来访问该实例。

注意：
1、单例类只能有一个实例。
2、单例类必须自己创建自己的唯一实例。
3、单例类必须给所有其他对象提供这一实例。

二、应用场景 ​

  1. 配置管理器： 在应用程序中，如果需要全局访问一些配置信息，例如数据库配置、系统设置等，可以使用单例模式来管理这些配置信息。

  2. 日志记录器： 在系统中使用单例模式来管理日志记录器，确保所有模块都使用同一个日志实例，方便集中管理和记录日志信息。

  3. 线程池： 在多线程环境下，使用单例模式来管理线程池，确保线程池的唯一性，方便任务的调度和管理。

  4. 数据库连接池： 在需要频繁访问数据库的应用中，使用单例模式来管理数据库连接池，确保连接池的唯一性，避免资源浪费。

  5. 缓存管理器： 在需要全局管理缓存的情况下，使用单例模式来管理缓存，确保缓存数据的一致性和可靠性。

  6. 打印机管理： 在一个系统中可能有多个模块需要打印机，使用单例模式可以确保系统中只有一个打印机实例，方便打印任务的协调。

  7. GUI 应用中的对话框管理器： 在图形用户界面应用程序中，使用单例模式来管理对话框，确保只有一个对话框实例存在。

  8. 计数器： 当需要在整个系统中对某个对象计数时，可以使用单例模式确保计数器的唯一性。

三、代码实例 ​

1、Java 版本 ​

java
// Singleton.java
// 懒汉式，线程安全
public class Singleton {
  private static Singleton instance;
  private Singleton() {}
  public static synchronized Singleton getInstance() {
    if (instance === null) {
      instance = new Singleton();
    }
    return instance;
  }
}

2、Javascript 版本 ​

js
// Singleton.js
const createSingleton = (function () {
  let instance

  return function () {
    if (!instance) {
      instance = {} // 实例化
    }
    return instance
  }
})()

// 示例使用
const singleton1 = createSingleton()
const singleton2 = createSingleton()

console.log(singleton1 === singleton2) // true，说明获取到的实例是同一个实例
js
// Singleton.js
class Singleton {
  constructor() {}

  static getInstance() {
    if (!this.instance) {
      this.instance = new Singleton()
    }
    return this.instance
  }
}

// 示例使用
const singleton1 = Singleton.getInstance()
const singleton2 = Singleton.getInstance()
console.log(instance1 === instance2) // true，说明获取到的实例是同一个实例

四、实现单例模式的多种方式 ​

TODO

1、懒汉式 ​

TODO

2、饿汉式 ​

java
// Singleton.java
public class Singleton {
  private static Singleton instance = new Singleton();
  private Singleton () {}
  public static Singleton getInstance () {
    return instance
  }
}
js
// Singleton.js
// 方式一：
class Singleton {
  static instance = new Singleton()

  constructor() {
    if (!Singleton.instance) {
      Singleton.instance = this
      // 在这里可以初始化实例的属性
    }
    return Singleton.instance
  }
}

const singleton1 = new Singleton()
const singleton2 = new Singleton()
js
// Singleton.js
// 方式二：
class Singleton {
  static instance = new Singleton()

  constructor() {}

  static getInstance() {
    return Singleton.instance
  }
}

const singleton1 = Singleton.getInstance()
const singleton2 = Singleton.getInstance()
console.log(singleton1 === singleton2)

3、双重校验锁 ​

java
public class Singleton {
  private volatile static Singleton instance;

  private Singleton() {
    // 私有构造函数，防止外部实例化
  }

  public static Singleton getInstance() {
    if (instance == null) {
      synchronized (Singleton.class) {
        if (instance == null) {
          instance = new Singleton();
        }
      }
    }
    return instance;
  }
}

4、登记式/静态内部类 ​

TODO

5、枚举式 ​

TODO