設計模式 單例模式

單例（singleton）模式的定義：指乙個類只有乙個例項，且該類能自行建立這個例項的一種模式。例如，windows 中只能開啟乙個任務管理器，這樣可以避免因開啟多個任務管理器視窗而造成記憶體資源的浪費，或出現各個視窗顯示內容的不一致等錯誤。

在計算機系統中，還有 windows 的**站、作業系統中的檔案系統、多執行緒中的執行緒池、顯示卡的驅動程式物件、印表機的後台處理服務、應用程式的日誌物件、資料庫的連線池、**的計數器、web 應用的配置物件、應用程式中的對話方塊、系統中的快取等常常被設計成單例。

單例模式有 3 個特點：

單例類只有乙個例項物件；

該單例物件必須由單例類自行建立；

單例類對外提供乙個訪問該單例的全域性訪問點；

單例模式是設計模式中最簡單的模式之一。通常，普通類的建構函式是公有的，外部類可以通過「new 建構函式()」來生成多個例項。但是，如果將類的建構函式設為私有的，外部類就無法呼叫該建構函式，也就無法生成多個例項。這時該類自身必須定義乙個靜態私有例項，並向外提供乙個靜態的公有函式用於建立或獲取該靜態私有例項。

下面來分析其基本結構和實現方法。

單例模式的主要角色如下。

其結構如圖 1 所示。

圖1 單例模式的結構圖

singleton 模式通常有兩種實現形式。

第 1 種：懶漢式單例

該模式的特點是類載入時沒有生成單例，只有當第一次呼叫 getlnstance 方法時才去建立這個單例。**如下：

public class lazysingleton

//private 避免類在外部被例項化
public staticlazysingleton getinstance()}}
return instance;}}

該模式的特點是類一旦載入就建立乙個單例，保證在呼叫 getinstance 方法之前單例已經存在了。

public class hungrysingleton

public static hungrysingleton getinstance()
}

【例1】用懶漢式單例模式模擬產生美國當今**物件。

分析：在每一屆任期內，美國的**只有一人，所以本例項適合用單例模式實現，圖 2 所示是用懶漢式單例實現的結構圖。

圖2 美國**生成器的結構圖

程式**如下：

public class singletonlazy

else
}}class president
public static president getinstance()}}
else
return instance;
}public void getname()
}

產生乙個**！

我是美國**：川普。
已經有乙個**，不能產生新**！
我是美國**：川普。
他們是同一人！
圖3 豬八戒生成器的結構圖
程式**如下：
public class singletonlazy

else
}}class president
public static synchronized president getinstance()
else
return instance;
}public void getname()
}
程式執行結果如圖 4 所示。

圖4 豬八戒生成器的執行結果
前面分析了單例模式的結構與特點，以下是它通常適用的場景的特點。
單例模式可擴充套件為有限的多例（multitcm）模式，這種模式可生成有限個例項並儲存在 armylist 中，客戶需要時可隨機獲取，其結構圖如圖 5 所示。
圖5 有限的多例模式的結構圖
 
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