單例模式的作用

一、概念解釋

1、單例模式是指一個類只允許存在一個實例對象，且該對象能被系統中其他模塊所共用。該模式主要解決了全局變量的問題，在同一時間只有一個實例被使用，避免了多次重複實例化造成的資源浪費。

2、單例模式保證了在系統中，某一個類只有唯一的實例存在，系統性能更高。該模式在實際應用中經常被用來映射全局資源，如日誌文件、配置文件等。

3、單例模式對於某些具有強制一致性的操作，如系統日誌、應用配置等，也非常適用。

二、使用場景

1、需要頻繁實例化然後垃圾回收的對象，如工具類對象。

2、大量的共享對個數有限的資源，如數據庫連接池、線程池、操作系統的文件系統、打印機等。

3、各種工具類、配置文件類等較為內部複雜或外部資源耗費較大的類，使用單例模式可以避免頻繁地創建和銷毀對象。

三、優缺點

1、單例模式的優點：

  a、在需要使用相同數據的地方可以直接使用單例得到的實例完成操作。

  b、單例模式在實際應用中，常用於創建共享閱讀資源，例如配置文件、數據庫連接池等。

  c、一個對象只被實例化一次，減少了系統開銷，節約了內存資源。

  d、可以更好地控制數據的一致性。

2、單例模式的缺點：

  a、單例模式本身是一種單一性的設計模式，因此也同時意味着它的使用條件非常苛刻。

  b、單例類的擴展可能會導致單例失效，因為由於一個類只有一個實例，因此不能擴展該類來生成新的實例。

四、代碼示例

下面是一個單例模式的代碼示例：

public class Singleton {
    private static Singleton instance = null;

    private Singleton() {}

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

這個代碼示例中，構造函數被聲明為 private 訪問權限的，這樣就無法在類的外部調用構造函數來創建類的實例。getInstance() 方法（因為是靜態的，所以可以直接通過類名調用）返回 Singleton 類的唯一實例。getInstance() 的實現非常簡單。在該方法中，如果 instance 為 null，即還沒有創建實例，就創建一個新的實例；如果已經創建了實例，就返回該實例。這裡需要注意的是 instance 聲明為 static 和 private 類型，一是為了訪問的方便，二是為了保證該實例在類裝載時就被創建出來，這樣就避免了多線程訪問的同步問題。