前言
在剛學編程沒多久就聽說過設計模式的大名，不過由於當時還是個徹徹底底的菜鳥，並沒有去觸碰。直到在開始工作中對簡單的業務代碼較為熟悉之后，才正式的接觸設計模式。當時最早接觸的設計模式是工廠模式，不過本文講的是單例模式，這里就留着下篇文章中在講解。至於為什么先講解單例模式? 那是因為單例模式是設計模式中最簡單的... 。凡事總有個先后順序，所以就先易后難了。好了，廢話不多說了，開始進入正片。
設計模式簡介
說明：這里說了的簡介就是真的 “簡介”。
什么是設計模式
設計模式是一套被反復使用的、多數人知曉的、經過分類編目的、代碼設計經驗的總結。
為什么使用設計模式
使用設計模式是為了重用代碼、讓代碼更容易被他人理解、保證代碼可靠性。
設計模式類型
設計模式有23種類型。按照主要分類可以分為三大類:
一、創建型模式
這些設計模式提供了一種在創建對象的同時隱藏創建邏輯的方式，而不是使用 new運算符直接實例化對象。這使得程序在判斷針對某個給定實例需要創建哪些對象時更加靈活。
- 單例模式
- 工廠模式
- 抽象工廠模式
- 建造者模式
- 原型模式
二、結構型模式
這些設計模式關注類和對象的組合。繼承的概念被用來組合接口和定義組合對象獲得新功能的方式。
- 適配器模式
- 橋接模式
- 過濾器模式
- 組合模式
- 裝飾器模式
- 外觀模式
- 享元模式
- 代理模式
三、行為型模式
這些設計模式特別關注對象之間的通信。
- 責任鏈模式
- 命令模式
- 解釋器模式
- 迭代器模式
- 中介者模式
- 備忘錄模式
- 觀察者模式
- 狀態模式
- 空對象模式
- 策略模式
- 模板模式
- 訪問者模式
設計模式的原則
設計模式的六大原則
- 開閉原則：對擴展開放，對修改關閉。
- 里氏代換原則：對開閉原則的補充。任何基類可以出現的地方，子類一定可以出現。LSP 是繼承復用的基石，只有當派生類可以替換掉基類，且軟件單位的功能不受到影響時，基類才能真正被復用，而派生類也能夠在基類的基礎上增加新的行為。
- 依賴倒轉原則：針對接口編程，依賴於抽象而不依賴於具體。
- 接口隔離原則：盡量使用多個隔離的接口，為了降低類之間的耦合度。
- 迪米特法則：一個實體應當盡量少地與其他實體之間發生相互作用，使得系統功能模塊相對獨立。
- 合成復用原則：盡量使用合成/聚合的方式，而不是使用繼承。
單例模式
什么是單例模式
保證一個系統中的某個類只有一個實例而且該實例易於外界訪問。例如Windows界面的任務管理器就可以看做是一個單例。
單例模式的使用場景
在程序中比較常用的是數據庫連接池、線程池、日志對象等等。
單例模式使用
最早我們在學習單例模式的時候，基本都會接觸這兩種模式：餓漢式和飽漢式(懶漢式)。
那我們先來看看這兩個模式的實現。
餓漢式
定義一個私有的構造方法，並將自身的實例對象設置為一個私有屬性,並加上static和final修飾符，然后通過公共的靜態方法調用返回實例。
class SingletonTest1 {
private SingletonTest1() {
}
private static final SingletonTest1 instance = new SingletonTest1();
public static SingletonTest1 getInstance() {
return instance;
}
}
飽漢式
定義一個私有的構造方法，定義一個該類靜態私有的變量，然后定義一個公共的靜態方法，對該類的值進行空判斷，不為空直接返回，否則重新構建一個。
class SingletonTest2 {
private SingletonTest2() {
}
private static SingletonTest2 instance;
public static SingletonTest2 getInstance() {
if (instance == null) {
instance = new SingletonTest2();
}
return instance;
}
}
簡單的介紹了這兩種的模式，然后我們再來看看這兩種模式的優缺點吧。
餓漢式
- 優點：寫起來很簡單，並且不會因為不加synchronized關鍵字而造成的線程不安全問題。
- 缺點：當該類被加載的時候，會初始化該實例和靜態變量並被創建並分配內存空間，並且會一直占用內存。
飽漢式
- 優點：寫起來很簡單，在第一次調用的時候才會初始化，節省了內存。
- 缺點：線程不安全，多個線程調用可能會出現多個實例。
- 總結：書寫簡單，線程不安全，效率還行。
雖然 飽漢式可以通過加上synchronized關鍵字保證線程安全。但是效率方法來說還不說是最優。
這里在介紹下個人認為在JDK1.5之前最優的兩種寫法，一種是靜態內部類，另一種是雙重鎖檢查。
靜態內部類
定義一個私有的構造方法，定義一個該類私有靜態的內部類，然后在內部類中定義一個該類的靜態變量，然后通過公共的final修飾的靜態方法調用返回實例。
class SingletonTest4 {
private SingletonTest4(){
}
private static class SingletonTest5{
private static SingletonTest4 instance = new SingletonTest4();
}
public static final SingletonTest4 getInstance(){
return SingletonTest5.instance;
}
}
因為該類的內部類是私有的，除了對外公布的公共靜態方法getInstance()，是無法訪問的。因為它是延遲加載，所以讀取讀取實例的時候不會進行同步，幾乎沒有性能的缺陷，而且還是線程安全的，並且不依賴JDK的版本。
雙重鎖檢查
定義一個私有構造方法，通過volatile定義靜態私有變量，保證了該變量的可見性，然后定義一個共有的靜態方法，第一次對該對象實例化時與否判斷，不為空直接返回，提升效率；然后使用synchronized 進行同步代碼塊，防止對象未初始化時，在多線程訪問該對象在第一次創建后，再次重復的被創建；然后第二次對該對象實例化時與否判斷，如果未初始化，則初始化，否則直接返回該實例。
class SingletonTest6 {
private SingletonTest6() {
}
private static volatile SingletonTest6 instance;
public static SingletonTest6 getIstance() {
if (instance == null) {
synchronized (SingletonTest6.class) {
if (instance == null) {
instance = new SingletonTest6();
}
}
}
return instance;
}
}
這種模式在很長的一段時間內可以說是最優的了，內存占用低，效率高，線程安全，多線程操作原子性。但是有個缺點就是書寫麻煩，對新手不太友好。
JDK1.5之后出現了枚舉，並且完美支持單例模式，並且線程安全、效率高！但是這些不是最重要的，最重要的是書寫超級簡單！究竟有多簡單，看下面的示例應該就可以了解一下了。。。
枚舉單例
enum SingletonTest7{
INSTANCE;
}
對的，你沒看錯，就這點代碼，其它不需要了。。。
枚舉需要在JDK1.5之后的版本，它無償提供序列化機制，絕對防止多次實例化，即使在面對復雜的序列化或者反射攻擊的時候。這種方法也被Effective Java作者Josh Bloch 所提倡。
總結
單例模式的幾種使用就到這了，那么我們來總結下使用單例模式需要注意什么(不包括枚舉)。
- 構造方法私有化（private）;
- 定義一個私有(private)靜態(static)實例化對象;
- 對外提供一個公共(public)靜態(static)的方法得到該實例;
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作者：虛無境
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