设计模式2-单例模式

为什么要使用单例？
单例存在哪些问题？单例与静态类的区别？有何替代的解决方案？

1. 命令模式介绍

1.1 定义

单例设计模式（Singleton Design Pattern）: 一个类只允许创建一个对象（或者实例），那这个类就是一个单例类，这种设计模式就叫作单例设计模式，简称单例模式。

命令模式的本质：封装请求
设计意图：命令模式通过将请求封装到一个命令(Command)对象中，实现了请求调用者和具体实现者之间的解耦。

1.2 应用场景

为什么要使用单例？单例存在哪些问题？单例与静态类的区别？有何替代的解决方案？

2. 示例

2.1 实战案例一：处理资源访问冲突

代码如下：

public class Logger {  private FileWriter writer;    public Logger() {    File file = new File("/Users/wangzheng/log.txt");    writer = new FileWriter(file, true); //true表示追加写入  }    public void log(String message) {    writer.write(mesasge);  }}// Logger类的应用示例：public class UserController {  private Logger logger = new Logger();    public void login(String username, String password) {    // ...省略业务逻辑代码...    logger.log(username + " logined!");  }}public class OrderController {  private Logger logger = new Logger();    public void create(OrderVo order) {    // ...省略业务逻辑代码...    logger.log("Created an order: " + order.toString());  }}

如上日志打印代码，势必会导致文件覆盖。
如果加对象锁，占用内存等；
单例模式相对于之前类级别锁的好处是，不用创建那么多 Logger 对象，一方面节省内存空间，另一方面节省系统文件句柄（对于操作系统来说，文件句柄也是一种资源，不能随便浪费）。

2.2 实战案例二：表示全局唯一类

从业务概念上，如果有些数据在系统中只应保存一份，那就比较适合设计为单例类。
比如，配置信息类。在系统中，我们只有一个配置文件，当配置文件被加载到内存之后，以对象的形式存在，也理所应当只有一份。

3. 单例模式实现

实现单例模式，需要注意的点：

1. 构造函数需要是 private 访问权限的，这样才能避免外部通过 new 创建实例；2. 考虑对象创建时的线程安全问题；3. 考虑是否支持延迟加载；4. 考虑 getInstance() 性能是否高（是否加锁）。

将该类的构造函数私有化，目的是禁止其他程序创建该类的对象，同时也是为了提醒查看代码的人我这里是在使用单例模式，防止他人将这里任意修改。此时，需要提供一个可访问类自定义对象的类成员方法（对外提供该对象的访问方式）。

3.1 懒汉模式：

懒汉：第一次用到类的实例的时候才回去实例化。

  class singleton   //实现单例模式的类    {        private:            singleton(){}  //私有的构造函数            static singleton* Instance;        public:            static singleton* GetInstance()            {                if (Instance == NULL) //判断是否第一调用                    Instance = new singleton();                return Instance;            }    };

缺点：这个实现在单线程下是正确的，但在多线程情况下，如果两个线程同时首次调用GetInstance方法且同时检测到Instance是NULL，则两个线程会同时构造一个实例给Instance，这样就会发生错误。

3.2. 改进的懒汉式（双重检查锁）

　思路：只有在第一次创建的时候进行加锁，当Instance不为空的时候就需要进行加锁的操作。代码如下：　　　

  class singleton   //实现单例模式的类    {    private:        singleton(){}  //私有的构造函数        static singleton* Instance;            public:        static singleton* GetInstance()        {            if (Instance == NULL) //判断是否第一调用            {                 Lock(); //表示上锁的函数                if (Instance == NULL)                {                    Instance = new singleton();                }                UnLock() //解锁函数            }                       return Instance;        }    };

3.3 饿汉模式：

饿汉式的特点是一开始就加载了，如果说懒汉式是“时间换空间”，那么饿汉式就是“空间换时间”，因为一开始就创建了实例，所以每次用到的之后直接返回就好了。饿汉模式是线程安全的。

 class singleton   //实现单例模式的类   {   private:       singleton() {}  //私有的构造函数          public:       static singleton* GetInstance()       {           static singleton Instance;           return &Instance;       }   };

3.4 通过config 来实现单例模式构造函数参数