设计模式:Singleton模式

最近一直在找工作,复习了一下设计模式,现总结一下与Cuer一起Share一下:

一、 单例（Singleton）模式
单例模式的特点：
    单例类只能有一个实例。
    单例类必须自己创建自己的唯一实例。
    单例类必须给所有其它对象提供这一实例。

单例模式应用：
    每台计算机可以有若干个打印机，但只能有一个Printer Spooler，避免两个打印作业同时输出到打印机。
一个具有自动编号主键的表可以有多个用户同时使用，但数据库中只能有一个地方分配下一个主键编号。否则会出现主键重复。

二、 Singleton模式的结构：
 

Singleton模式包含的角色只有一个，就是Singleton。Singleton拥有一个私有构造函数，确保用户无法通过new直接实例它。除此之外，该模式中包含一个静态私有成员变量instance与静态公有方法Instance()。Instance方法负责检验并实例化自己，然后存储在静态成员变量中，以确保只有一个实例被创建。（关于线程问题以及C#所特有的Singleton将在后面详细论述）。

三、 在什么情形下使用单例模式：
使用Singleton模式有一个必要条件：在一个系统要求一个类只有一个实例时才应当使用单例模式。反过来，如果一个类可以有几个实例共存，就不要使用单例模式。

注意：
不要使用单例模式存取全局变量。这违背了单例模式的用意，最好放到对应类的静态成员中。
不要将数据库连接做成单例，因为一个系统可能会与数据库有多个连接，并且在有连接池的情况下，应当尽可能及时释放连接。Singleton模式由于使用静态成员存储类实例，所以可能会造成资源无法及时释放，带来问题。
四.Singleton的代码实现

(1)C++版本

 

 

#include <iostream>

using namespace std;

class Singleton
{
    public:
    static Singleton *Instance()
    {
        if (NULL == _instance)
        {
            _instance = new Singleton();
        }

        return _instance;
    }
    void method1(){cout << " method1 is done~ " << endl;};

protected:
    Singleton(void){ cout <<" Singleton() " << endl;};
    virtual ~Singleton(){cout << "~singletont()" <<endl; }

    static Singleton* _instance;
};

//static 变量需要在类定义外面进行初始化

Singleton* Singleton::_instance = NULL;


int main()
{
    cout << "Hello, world~!" << endl;
    Singleton::Instance()->method1();
    Singleton::Instance()->method1();
    return 0;
}


(2) C#版本

 

sealed class Singleton
  {
    private Singleton();
    public static readonly Singleton Instance = new Singleton();
}

//实现延迟初始化

public sealed class Singleton
  {
  Singleton()
    {
  }
 
   public static Singleton GetInstance()
    {
     return Nested.instance;
  }
    
   class Nested
    {
     // Explicit static constructor to tell C# compiler

     // not to mark type as beforefieldinit

      static Nested()
      {
    }
 
     internal static readonly Singleton instance = new Singleton();
  }
}

(3)JAVA版本

Public class Singleton{
   private static Singleton uniqueInstance;
   private Singleton(){}
   public static synchronized Singleton getInstance(){
         if(uniqueInstance == null){
            uniqueInstance = new Singleton();
         }
          return uniqueInstance;
   }
   // other useful methods here
}
/*这种写法可以实现单件模式，既简单又有效，利用了synchronized的同步方法。但是会带来严重的性能问题。同步一个方法可能造成程序执行效率下降100倍。因此，如果将getInstance()放到频繁运行的地方，就要重新考虑自己的设计了。
*/

五参考资料

1.http://www.cppblog.com/SoRoMan/archive/2007/12/30/10140.html?opt=admin

2. http://leo-faith.javaeye.com/blog/177779