Singleton 单件(创建型模式)

**Singleton 模式详解** Singleton 是一种在软件工程中广泛使用的创建型设计模式，它的主要目的是确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。这种模式常用于需要频繁实例化然后销毁的对象，或者当实例化一个对象需要消耗大量资源时，如数据库连接、线程池、配置对象等。 Singleton 的核心思想是限制类的实例化过程，使得类的实例只能通过特定的方式（通常是静态方法）获取，从而保证了全局范围内只有一个实例存在。在Java中，通常我们采用懒汉式和饿汉式两种方式实现 Singleton。 1. **懒汉式 Singleton**：延迟初始化，只有在第一次调用 getInstance 方法时才创建实例。这种方式线程不安全，如果在多线程环境下可能会创建多个实例。为了解决这个问题，可以采用双重检查锁定（Double-Check Locking）机制，代码如下： ```java public class Singleton { private volatile static Singleton instance; private Singleton() {} public static Singleton getInstance() { if (instance == null) { // 第一次检查 synchronized (Singleton.class) { if (instance == null) { // 第二次检查 instance = new Singleton(); } } } return instance; } } ``` 2. **饿汉式 Singleton**：在类加载时就完成实例化，避免了线程同步问题，但会占用不必要的内存空间。代码如下： ```java public class Singleton { private static final Singleton instance = new Singleton(); private Singleton() {} public static Singleton getInstance() { return instance; } } ``` 3. **静态内部类 Singleton**：利用 Java 类加载机制保证初始化实例时只有一个线程，同时又避免了懒汉式的同步开销。代码如下： ```java public class Singleton { private Singleton() {} private static class SingletonHolder { private static final Singleton INSTANCE = new Singleton(); } public static Singleton getInstance() { return SingletonHolder.INSTANCE; } } ``` 4. **枚举 Singleton**：这是 Bill Pugh 提出的一种创建 Singleton 实例的方法，既能防止反序列化重新创建新的实例，又避免了同步问题。代码如下： ```java public enum Singleton { INSTANCE; public void whateverMethod() { } } ``` 5. **线程局部变量 Singleton**：适用于每个线程需要自己独立的实例，但并不保证全局唯一。这种方式在多线程环境下很有用，但不是传统的 Singleton 模式。 了解 Singleton 模式后，我们需要注意它的一些潜在问题。Singleton 可能导致系统的耦合度增加，因为它全局可访问，可能导致测试困难。此外，如果 Singleton 实例持有外部资源（如数据库连接），不正确地管理这些资源可能导致资源泄露。在某些情况下，Singleton 还可能阻碍系统扩展，因为它限制了类实例的数量。 设计模式是解决常见软件设计问题的模板，Singleton 模式是其中最基础、最常用的一种。通过深入理解并恰当运用 Singleton，我们可以提高代码的可维护性和可复用性。在实际开发中，要根据项目需求和场景选择合适的 Singleton 实现方式，以达到最佳的设计效果。