单例模式
1、了解概念：
单例模式是指采用一定的方法保证在整个软件系统种，对某个类只能存在一个对象实例，并且该类只提供一个取得其对象实例的方法（静态方法）。
个人理解：一个类只能实例化一个对象，其他的使用都是引用这个对象。
单例模式的八种实现方式
1、饿汉式 a、静态常量（推荐） b、静态代码块（推荐） 2、懒汉式 a、线程不安全 b、线程安全，同步方法 c、线程安全，同步代码块 3、双重检查（推荐） 4、静态内部类（推荐） 5、枚举（推荐）
单例模式的作用：
1、节省资源：有些对象在程序中只需要一个实例，如果反复创建多个实例会造成资源的浪费，而单例模式可以确保只创建一个实例，节约资源。 2、全局访问点：是单例模式中提供给其他代码访问单例对象的接口或方法，它封装了单例对象的创建和访问逻辑，使得其他部分可以方便地获取单例对象，同时可以控制访问权限和简化调用方式。 3、保持一致性：单例模式可以确保一个类只有一个实例，从而避免了多个实例之间状态的不一致性。 4、延迟初始化：有些对象的初始化比较耗时，使用单例模式可以将对象的初始化延迟到真正需要的时候进行，提高程序的性能。 5、线程安全：单例模式可以保证在多线程环境下只有一个实例被创建，避免了多线程并发访问时可能出现的问题。
饿汉式
1、静态常量
步骤：
1、构造器私有化
2、类的内部创建对象
3、向外暴露一个静态公共方法（getInstance）
4、代码实现
public class Singleton {
// 创建静态常量实例
private static final Singleton instance = new Singleton();
// 私有构造函数，禁止外部通过new关键字创建实例
private Singleton() {
// 在此处进行初始化操作
}
// 公共方法，用于获取实例
public static Singleton getInstance() {
return instance;
}
}
优点：
- 写法简单，线程安全、效率高，在类装载的时候完成实例化，避免了线程同步问题
缺点：
内存浪费：在类加载的时候完成了实例化，
无法实现懒加载：没有达到Lazy Loading的效果
不支持传参
说明：
- 这种方式基于classloder机制避免了多线程同步问题，但是instance在类装载时就实例化，单例模式中大多数是调用getInstance方法，但是导致类装载的原因有很多种，因此不能确定有其他静态方法导致类装载，这个时候初始化instance就没有导致lazy loading的效果
结论：
- 这种单例模式可用，但是可能会造成浪费内存
补充：lazy loading
Lazy loading（延迟加载）是一种设计模式，它指的是在需要的时候才加载数据或资源，而不是在初始化时就立即加载。这样可以延迟创建或数据加载时间，实现节省资源和提高性能。 使用场景： 1、减少启动时间：延迟加载启动时不需要的资源，加快程序启动时间。 2、节省资源：有些资源可能占用较大内存或需要较长时间初始化，如果不立即加载可以节省资源。 3、提高性能：延迟加载可以根据实际需要动态加载资源，避免了一开始就加载所有资源导致性能下降。
2、静态代码块
public class Singleton {
private static final Singleton instance;
static {
try {
instance = new Singleton();
} catch (Exception e) {
throw new RuntimeException("Exception occurred in creating singleton instance");
}
}
private Singleton() {
// 私有构造函数
}
public static Singleton getInstance() {
return instance;
}
}
这种方式跟静态常量的优缺点差不多。
懒汉式
1、线程不安全
public class Singleton {
private static Singleton instance;
private Singleton() {
// 私有构造函数
}
//提供一个静态的公共方法，使用到该方法时，才创建instance
//即 懒汉式
public static Singleton getInstance() {
if (instance == null) {
synchronized (Singleton.class) {
if (instance == null) {
instance = new Singleton();
}
}
}
return instance;
}
}
优缺点说明：
1、起到了Lazy Loading效果，但是只能在单线程中使用 2、如果在多线程情况，一个线程进入了if（instance == null）判断语句块，还没来得及向下执行，另一个线程也通过了这个判断语句，这是会产生多个实例。 3、总结：多线程不可使用这种方式，在实际开发中也不要使用这种方式。
2、线程安全，同步方法
public class Singleton {
private static Singleton instance;
private Singleton() {
// 私有构造函数
}
//加入了同步，解决了线程安全问题
public synchronized static Singleton getInstance() {
if (instance == null) {
instance = new Singleton();
}
return instance;
}
}
优缺点说明：
1、解决了线程不安全问题 2、效率太低了。每个线程想要类的实例化的时候，执行getInstance（）方法都要进行同步。而其实这个方法只执行一次实例化代码就够了，后续需要直接return就行了 3、结论：实际开发，不推荐
3、线程安全，同步代码块
public class Singleton {
private static Singleton instance;
private Singleton() {
// 私有构造函数
}
//加入了同步，解决了线程安全问题
public static Singleton getInstance() {
if (instance == null) {
synchronized(Singleton.class){
instance = new Singleton();
}
}
return instance;
}
}
直接总结：本意是想对上种方式优化，实际并没有优化，还是会出现不同步情况。
结论：实际开发中，不能使用这种方式。
双重检查
public class Singleton {
private volatile static Singleton instance;
private Singleton() {
// 私有构造函数
}
public static Singleton getInstance() {
if (instance == null) { // 第一次检查，避免不必要的同步
synchronized (Singleton.class) {
if (instance == null) { // 第二次检查，确保只有一个实例被创建
instance = new Singleton();
}
}
}
return instance;
}
}
优缺点说明：
1、Double-Check是多线程开发中常使用的，如上述代码，我们使用了两次if(singleton == null) 检查，这样就可保证线程安全了 2、特点：线程安全、延迟加载、效率较高。推荐使用 3、使用双重检查锁定实现线程安全的单例模式既可以确保线程安全，又可以尽量减少同步代码块的使用，从而提高性能。
补充：
volatile是Java的关键字。 用于： 1、声明变量具有可见性： 当一个线程修改了一个被 volatile 修饰的变量的值时，这个新值对其他线程是立即可见的，即所有线程都能看到最新的值。 2、禁止重排列： volatile 关键字会禁止 JVM 对代码的优化重排序，保证指令不会被重排，从而避免出现意外的执行顺序。 3、不保证原子性： volatile 关键字只能确保可见性和禁止重排序，并不能保证对 volatile 变量的操作是原子性的。如果需要保证原子性
静态内部类
public class Singleton {
private Singleton() {
// 私有构造函数
}
private static class SingletonHolder {
private static final Singleton instance = new Singleton();
}
public static Singleton getInstance() {
return SingletonHolder.instance;
}
}
利用静态内部类特点：
外部类被装载了，静态内部类不会被装载
在调用getInstance方法的时候，会实现静态内部类只被装载一次
优缺点说明：
1、这种方式次啊用类装载机制来保证初始化实例时只有一个线程 2、静态内部类在Singleton类被装载时并不会立刻实例化，而是在需要实例化时才调用getInstance方法，才会装载SingletonInstance类，从而实现Singleton的实例化 3、类的静态属性智慧在第一次加载类的时候初始化，所以，在这JVM帮助我们保证了线程的安全性，在类进行初始化时，别的线程无法进入 4、优点：避免了线程不安全，利用静态内部类特点实现了延迟加载，效率高 5、结论：推荐使用
枚举
public enum Singleton {
INSTANCE;
// 可以在枚举中定义自己需要的方法和属性
public void doSomething() {
// 执行相应的操作
}
}
优缺点说明：
1、通过枚举实现单例模式，可以避免多线程问题，还可防止反序列化重新创建新的对象。 2、结论：推荐使用
单例模式在JDK中使用
比如说Runtime类中使用到了饿汉式
小结：
1、饿汉式 a、静态常量（推荐） b、静态代码块（推荐） 2、懒汉式 a、线程不安全 b、线程安全，同步方法 c、线程安全，同步代码块 3、双重检查（推荐） 4、静态内部类（推荐） 5、枚举（推荐）
饿汉式：
静态常量：推荐使用，简单、线程安全，在类加载时就创建实例。
静态代码块：不太推荐，与静态常量方式类似，但可读性稍差。
懒汉式：
线程不安全：不推荐，多线程环境下存在安全风险。
线程安全，同步方法：不推荐，性能较差，每次获取实例都需要同步。
线程安全，同步代码块：一般不推荐，和同步方法类似，同步块也会影响性能。
双重检查：
- 推荐使用：在多线程环境下，确保了延迟加载和高性能的需求。
静态内部类：
- 推荐使用：延迟加载、线程安全、高性能，且实现简洁。
枚举：
- 强烈推荐使用：简洁、线程安全、防止反射和序列化破坏单例，是最佳实践之一。