确定唯一的对象 - 单例模式

原文链接：新增线程安全部分

一、GrilFriendClass 引言

N 先生很快就要大学毕业，大学四年忙于学(网)业(游)，也没有找个女朋友。每每回家，家人都催促他赶快谈一个，或者干脆说要直接给 N 先生介绍对象。
有句话说什么样的年龄就该做什么样的事情，这句话放在当下还是很有道理的。可是 N 先生心中对成家立业是有自己的认识的，认为先立业而后成家，自己都没条件过平凡的日子怎么给另一半想要的生活呢。
但是由于家里催的紧，N 先生就想到了租女友先应付家里的姑姑阿姨们。
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于是这一年每逢过节回家，N 先生都会带新对象回家，
这年端午节，N 先生租安琪拉回家了，家里人都夸着说 N 的对象看着很乖巧，
我们都知道这里 N 的对象就是指的安琪拉。
同年中秋节，N 先生租孙尚香回家了，家里人都夸着说 N 的对象像个大小姐。
我们都知道这里 N 的对象就是指的孙尚香。
又到国庆节，N 先生租蔡文姬回家了，家里人都夸着说 N 的对象十分卡哇伊。

我们都知道这里 N 的对象就是指的蔡文姬。

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这一年来，家人没见到 N 先生时都会夸 N 的对象，但每次夸的对象都不一样，这里不是同一个对象。

当全局系统每需要调用某个类 N 时，需要创建一个类 N 的新对象，即便创建的对象名称相同，也不是同一个对象。

终于，毕业后的 N 先生在合适的年龄遇到了真爱不知火舞，确定了自己唯一的对象，这几趟回家，家里人提及 N 先生的对象时，都赞不绝口说大学生活不错。

我们都知道，毕业后大家提到的 N 的对象都是不知火舞。这里是同一个对象。

在软件工程单例模式思想出来之前，每当开发者使用某个类时都会新建一个对象实例使用，优秀的开发者会在使用结束后释放掉对象占用的资源，单一般开发过程中很少在意这一点。于是这些没被释放资源的对象就成为了Java 虚拟机里的垃圾。单例模式就是保证了系统全局只存在唯一的一个实例对象。确定了唯一对象的 N 先生，也代表了毕业前后 N 先生更加的成熟。

二、GrilFriendSingleton 实例演示

2-1 GrilFriendUnSingleton 非单例模式实例

在单例模式之前，我们会这样写一个Class ，写基本属性和类的相关方法，及构造函数或者带参数的构造函数。下面以默认构造方法为例代码演示

package pers.niaonao.entity;  /** * @author niaonao * 非单例模式下的基本类 */
public class GrilFriendUnSingleton {  //默认的构造方法  public GrilFriendUnSingleton() {  }  private String info = "我是你的新 GrilFriend";  /** * 获取对象信息的方法 * @return */  public String getGrilFriend() {  return info;  }
}
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通过新建该类的实体对象来调用相关方法

package pers.niaonao.test;  import pers.niaonao.entity.GrilFriendUnSingleton;  /** * @author niaonao *  */
public class TestGrilFriend {  public static void main(String[] args) {  //对实体类创建两个对象  GrilFriendUnSingleton n_first_grilfriend = new GrilFriendUnSingleton();  GrilFriendUnSingleton n_next_grilfriend = new GrilFriendUnSingleton();  String info = "n_first_grilfriend 和 n_next_grilfriend";  //判断对象是否是同一个实例  if (n_first_grilfriend != n_next_grilfriend) {  info += "\n\t不是同一个实例，是两个不同的对象:"  + "\n\t魔法为我而存在，" + n_first_grilfriend.getGrilFriend()  + "\n\t大小姐驾到，" + n_next_grilfriend.getGrilFriend();  } else {  info += "\n\t是同一个实例，同一个对象:"  + "\n\t会用不知火流的烈焰烧死你的呦，" + n_first_grilfriend.getGrilFriend()  + "\n\t会用不知火流的烈焰烧死你的呦，" + n_next_grilfriend.getGrilFriend();  }  System.out.println(info);  }
}
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程序执行结果如下：

我们在系统全局每需要使用该类时，都会在使用该类的地方通过构造方法新建类的实体对象。所以就会出现在系统全局内，存在多个当前类的对象，并且其他地方就使用一次就不使用了，新建了一个对象占用了一定的资源，但没有释放资源，这就造成资源的浪费，也是系统垃圾的一种。

2-2 GrilFriendBySingleton 单例模式实例

使用单例模式去写一个class

package pers.niaonao.entity;  /** * @author niaonao * 单例模式下的基本类 */
public class GrilFriendBySingleton {  //初始化静态私有变量grilfriend  private static GrilFriendBySingleton grilfriend = null;  /** * 构造单例模式基本方法getInstance() * 调用该方法，会先判断对象grilfriend是否不为null，即对象是否已存在， * 若实例对象已存在则不再创建新对象，否则创建一个新对象给变量grilfriend。 *  * 保证当前类只存在一个实体对象。即单例模式 * @return grilfriend */  public static GrilFriendBySingleton getInstance() {  if (null == grilfriend)  grilfriend = new GrilFriendBySingleton();  return grilfriend;  }  //默认的构造方法  public GrilFriendBySingleton() {  }  private String info = "我是你的新 GrilFriend";  /** * 获取对象信息的方法 * @return */  public String getGrilFriend() {  return info;  }
}
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测试类 TestGrilFriend 来测试单例模式

package pers.niaonao.test;  import pers.niaonao.entity.GrilFriendBySingleton;  /** * @author niaonao *  */
public class TestGrilFriend {  public static void main(String[] args) {  //通过单例模式创建出两个实体常量  GrilFriendBySingleton n_first_grilfriend = GrilFriendBySingleton.getInstance();  GrilFriendBySingleton n_next_grilfriend = GrilFriendBySingleton.getInstance();  String info = "n_first_grilfriend 和 n_next_grilfriend";  //判断对象是否是同一个实例  if (n_first_grilfriend != n_next_grilfriend) {  info += "\n\t不是同一个实例，是两个不同的对象:"  + "\n\t魔法为我而存在，" + n_first_grilfriend.getGrilFriend()  + "\n\t大小姐驾到，" + n_next_grilfriend.getGrilFriend();  } else {  info += "\n\t是同一个实例，同一个对象:"  + "\n\t会用不知火流的烈焰烧死你的呦，" + n_first_grilfriend.getGrilFriend()  + "\n\t会用不知火流的烈焰烧死你的呦，" + n_next_grilfriend.getGrilFriend();  }  System.out.println(info);  }
}
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程序执行结果如下：

即使对 GrilFriendBySingleton 创建了两个变量，但通过单例模式保证是同一个实例，即在内存中是存放在一个位置的一个对象。保证了系统全局内只存在唯一的一个实例。这就是单例模式

三、Singleton Pattern 单例模式

通过前两部分，应该对单例模式有一定的理解及认识，并能运用单例在实际开发中。下面说一下单例模式的定义，意义。

3-1 定义

Ensure a class only has one instance,and provide a global point of access to it.

GOF 对单例模式的定义是，保证一个类只有一个实例存在，同时提供能对该实例加以访问的全局访问方法。

3-2 类图

3-3 三要素

必须保证一个类只能有一个实例
必须是这个类自行创建这个实例
必须自行向整个系统提供这实例

3-4.优缺点

使用单例模式必然要了解其优缺点。

优点

客户端使用单例模式类的实例，只需要调用一个单一的方法即可生成唯一的实例，节约了资源。

缺点

单例模式难以实现序列化 Serialization，所以采用单例模式的类很难被持久化，也不易通过网络传输，一般网络传输数据都会序列化对象相关的类。

单例模式采用静态方法 static，不支持面向对象的三大特性之一的继承，无法再继承结构extend 中使用。

如果分布式集群的环境下存在多个 Java 虚拟机，不易确定具体的哪个单例在运行。

3-5 应用场景

一般会在Util 工具类中 service服务类中使用，部分entity 类中。

在多线程之间，公用同一个资源或操作同一个对象，这时候就用单例模式；在系统全局都会使用到的，共享资源，全局变量，可以使用单例模式；之所以说部分 entity 实体类会使用单例模式，是因为在大规模系统中，考虑到性能节约对象的创建时间，会使用单例模式。

3-6 说明

上面的GrilFriendBySingleton 实现中，我们通过getInstance() 保证只有一个实例存在，通过关键字 static 修饰getInstance() 方法，提供全局访问的方法。

我们得通过GrilFriendBySingleton 提供的方法去获取单例，让类自己创建实例，不能通过构造方法new GrilFriendBySingleton()再去创建，这就违背了单例模式的创建初衷。

3-7 标准单例代码演示

最后标准单例模式代码演示：

public class Singleton {  private static Singleton uniqueInstance = null;  private Singleton() {  // Exists only to defeat instantiation.  }  public static Singleton getInstance() {  if (uniqueInstance == null) {  uniqueInstance = new Singleton();  }  return uniqueInstance;  }  // Other methods...
}
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