单例模式¶

单例模式是一种创建对象的设计模式，保证一个类只有一个实例，并且提供一个全局的访问点。

饿汉式单例模式指的是在程序启动时就创建实例，以确保在任何时候都只有一个实例存在。这种方式简单、线程安全，但可能会浪费系统资源，因为实例在程序启动时就被创建出来，即使在程序运行期间不需要它也会一直存在。

懒汉式单例模式指的是在需要使用实例时才创建，以避免浪费系统资源。这种方式需要在多线程环境下进行额外的同步措施，以保证线程安全性。

懒汉式单例模式有两种实现方式：双重检查锁（Double Checked Locking）和静态内部类（Static Inner Class）。

双重检查锁方式在第一次调用时才进行实例化，在多线程环境下保证线程安全，同时又避免了每次获取实例都需要同步的性能问题。但是这种方式实现较为复杂，容易出现空指针异常等问题。

静态内部类方式通过定义一个私有静态内部类来实现懒加载，这个内部类只有在需要使用时才会被加载，从而实现了懒加载的效果。这种方式具有良好的线程安全性和较好的性能，是比较常用的一种单例模式实现方式。

为什么使用单例模式¶

在应用系统开发中，我们常常有以下需求：

在多个线程之间，比如初始化一次socket资源；比如servlet环境，共享同一个资源或者操作同一个对象
在整个程序空间使用全局变量，共享资源
大规模系统中，为了性能的考虑，需要节省对象的创建时间等等。

因为Singleton模式可以保证为一个类只生成唯一的实例对象，所以这些情况，Singleton模式就派上用场了。

重点：多线程加锁两次判断

如何保证一个类只有一个实例：

用一个私有的静态的数据成员 创建一个对象保证只有一个对象。
构造函数做成私有的。
拷贝构造函数做成私有的。
通过一个共有的方法去使用上面的方法，用指针返回对象（静态的唯一的对象）的地址。

class Egg
{
    static Egg e;
    int i;
    Egg(int ii):i(ii){}//构造函数做成私有的
      Egg(const Egg&);//把拷贝构造函数做成私有的，不允许使用  
public:
    static Egg* instance() {return  &e;}
    int val() const { return  i;}
};

Egg Egg::e(47);

void test777()
{
//    Egg e;
//    Egg e2;
    Egg* e = Egg::instance();
    Egg* e2 = Egg::instance();

    //下面两种其实也是拷贝，所以需要把拷贝构造函数做成私有的，不允许使用。
//      Egg e3 = *Egg::instance();//获取地址
//    Egg e4(*Egg::instance());//拷贝 复制
}

Objective-C¶

iOS中allocWithZone和copyWithZone方法要重写。

在对象创建的时候，无论是alloc还是new，都会调用到 allocWithZone方法。

在通过拷贝的时候创建对象时，会调用到-(id)copyWithZone:(NSZone **)zone，-(id)mutableCopyWithZone:(NSZone* *)zone方法。

因此重写这些方法，让创建的对象唯一。

static id instance = nil;
+ (instancetype)shareInstance
{
    static dispatch_once_t onceToken;
    dispatch_once(&onceToken, ^{
        instance = [[self alloc] init];
    });
    return instance;
}

+ (instancetype)allocWithZone:(struct _NSZone *)zone
{
    @synchronized (self) {
        if (instance == nil) {
            instance = [super allocWithZone:zone];
            return instance;
        }
        return instance;
    }
}

- (id)copyWithZone:(NSZone *)zone
{
    @synchronized (self) {
        if (instance == nil) {
            instance = [[SingletonManager allocWithZone:zone]init];
            return instance;
        }
        return instance;
    }
}

Dart¶

可以使用Dart的静态变量和工厂构造函数来实现单例模式。

class Singleton {
  // 私有构造函数，只能在类的内部被调用。
  Singleton._privateConstructor();

  // _instance：静态变量，通过私有构造函数创建的单例对象。
  static final Singleton _instance = Singleton._privateConstructor();

  // 工厂构造函数，每次调用时都返回同一个单例对象。
  factory Singleton() {
    return _instance;
  }

  // 可以在这里添加实例变量和方法
}

使用这个单例对象：

void main() {
  Singleton singleton1 = Singleton();
  Singleton singleton2 = Singleton();
  print(identical(singleton1, singleton2));  // 输出：true
}