设计模式--单例模式Singleton（创建型）

单例模式很显然是定义一个类，这个类在程序中只有唯一的实例对象。一般单例类的构造函数是私有的，只能通过调用静态函数GetInstance来获取实例。

一、单例模式有三种：懒汉式单例、饿汉式单例、登记式单例(利用java内部类的概念)。

1.懒汉式单例

public class Singleton {
    private static Singleton singleton;
    private Singleton() {}  //此类不能被实例化
    public static synchronized Singleton getInstance() {
        if (singleton == null) {
            singleton = new Singleton();
        }
        return singleton;
    }
}

优点：第一次调用才初始化，避免内存浪费。

缺点：如果两个线程同时调用getInstance方法，会出现两个单例，必须加锁同步才能保证单例，但加锁会影响效率。

2.饿汉式单例

public class Singleton {
    private static final Singleton SINGLETON = new Singleton();
    private Singleton() {}  //此类不能被实例化
    public static Singleton getInstance() {
        return SINGLETON;
    }
}

优点：没有加锁，执行效率会提高。

缺点：类加载时就初始化，浪费内存。

3.登记式单例

public class Singleton {
    private Singleton() {} //构造方法是私有的，从而避免外界利用构造方法直接创建任意多实例。
    public static Singleton getInstance() {
        return Holder.SINGLETON;
    }
    private static class Holder {
       private static final Singleton SINGLETON = new Singleton();
    }
}

内部类只有在外部类被调用才加载，产生单例，又不用加锁。此模式有上述两个模式的优点，屏蔽了它们的缺点，是最好的单例模式。（内部类好像只是java中的概念，c++中不存在）

二、单例模式的优缺点

优点：

1.提供了对唯一实例的受控访问。

2.由于在系统内存中只存在一个对象，因此可以节约系统资源，对于一些需要频繁创建和销毁的对象，单例模式可以提高系统的性能。

3.允许可变数目的实例。（不懂）

缺点：

1.单例模式中没有抽象，因此单例类的扩展有很大的困难。

2.单例类的职责过重，在一定程度上违背了“单一职责原则”。

3.滥用单例将带来一些负面问题，如为了节省资源将数据库连接池对象设计为的单例类，可能会导致共享连接池对象的程序过多而出现连接池溢出；如果实例化的对象长时间不被利用，系统会认为是垃圾而被回收，这将导致对象状态的丢失。（没遇到过）

三、单例模式使用场景

1.需要频繁实例化然后销毁的对象。

2.创建对象时耗时过多或者耗资源过多，但又经常用到的对象。

3.有状态的工具类对象。

4.频繁访问数据库或文件的对象。

例如：

1.外部资源：每台计算机有若干个打印机，但只能有一个PrinterSpooler，以避免两个打印作业同时输出到打印机。内部资源：大多数软件都有一个（或多个）属性文件存放系统配置，这样的系统应该有一个对象管理这些属性文件
2.Windows的Task Manager（任务管理器）就是很典型的单例模式（这个很熟悉吧），想想看，是不是呢，你能打开两个windows task manager吗？ 不信你自己试试看哦~
3.windows的Recycle Bin（回收站）也是典型的单例应用。在整个系统运行过程中，回收站一直维护着仅有的一个实例。
4.网站的计数器，一般也是采用单例模式实现，否则难以同步。
5.应用程序的日志应用，一般都何用单例模式实现，这一般是由于共享的日志文件一直处于打开状态，因为只能有一个实例去操作，否则内容不好追加。
6.Web应用的配置对象的读取，一般也应用单例模式，这个是由于配置文件是共享的资源。
7.数据库连接池的设计一般也是采用单例模式，因为数据库连接是一种数据库资源。数据库软件系统中使用数据库连接池，主要是节省打开或者关闭数据库连接所引起的效率损耗，这种效率上的损耗还是非常昂贵的，因为何用单例模式来维护，就可以大大降低这种损耗。
8.多线程的线程池的设计一般也是采用单例模式，这是由于线程池要方便对池中的线程进行控制。
9.操作系统的文件系统，也是大的单例模式实现的具体例子，一个操作系统只能有一个文件系统。
10.HttpApplication 也是单位例的典型应用。熟悉ASP.Net(IIS)的整个请求生命周期的人应该知道HttpApplication也是单例模式，所有的HttpModule都共享一个HttpApplication实例。

参考：

http://www.tools138.com/create/article/20150929/020009847.html

https://my.oschina.net/suyewanwan/blog/102525