1. 概念
- 保证一个类只有一个实例
- 并为该实例提供一个全局唯一的访问节点
2. 使用场景
- 需要频繁进行创建和销毁的对象，如线程池、缓存等。
- 需要在整个系统中保持状态一致的对象，如配置管理器、连接池等。
- 需要确保多个对象共享相同状态的场景，如日志记录器、驱动程序对象等。
3. 优点
- 节省资源，避免重复创建对象。
- 提供单一控制点，方便管理和维护。
- 确保全局唯一性，避免多实例带来的问题。
4. 缺点
- 增加系统复杂度，需要考虑多线程环境下的同步问题。
- 滥用单例模式可能导致代码难以测试和理解。
- 违反单一职责原则，可能导致职责不清晰。
5. 实现方式
- 饿汉式：在类加载时就完成了实例化，避免了多线程同步问题，但可能导致资源浪费。
- 懒汉式：在第一次使用时才创建实例，节省了资源，但需要考虑多线程环境下的同步问题。
- 双重检查锁定：结合了饿汉式和懒汉式的优点，既保证了线程安全，又避免了资源浪费。
- 静态内部类：利用了类加载机制来保证实例的唯一性和懒加载特性。
- 枚举：通过枚举类型来实现单例，简洁且自动支持序列化机制。
6. 适用性
- 单例模式适用于那些需要全局唯一实例的场景，特别是那些涉及到资源共享、状态管理等情况。然而，过度使用单例模式可能导致代码耦合度高、可测试性差等问题，因此需要谨慎使用。
7. JDK中使用
- Runtime类：Runtime 类封装了 Java 运行时的环境。每个 Java 应用程序在启动时都会创建一个 JVM 进程，而Runtime 类为这个进程提供了与其运行时环境相关的操作和信息。由于每个 JVM 进程只需要一个 Runtime 实例，因此它采用了单例模式来确保全局只有一个实例。
- java.util.Locale 和 java.lang.SecurityManager 等。这些类通常涉及到全局状态或者资源的管理，需要保证在整个 JVM 中只有一个实例。
- 系统属性和环境变量：系统属性和环境变量在 JVM 中也是以单例的形式存在的，它们在程序运行期间提供了一系列不可变的键值对，用于存储配置信息。
- 日志工具类：日志工具类（如 java.util.logging.Logger）也使用了单例模式，确保每个日志消费者只创建一个日志记录器实例。
- 驱动程序对象：在数据库连接中，驱动程序对象通常也是单例的，因为它们负责管理与数据库的连接，不需要多个实例来处理。
- 缓存池：在 Java 中，缓存池（如连接池、对象池等）也常常使用单例模式来实现，以保证全局只有一个缓存池实例，从而节省资源和提高效率。
- 配置管理器：配置管理器通常也会设计成单例模式，以确保应用程序中的配置信息是一致的。
- 工具类：一些工具类，如日期格式化工具、加密解密工具等，由于它们的无状态性，也适合设计成单例模式。
- 应用服务器：在应用服务器中，单例模式常用于管理服务器资源，如会话管理、事务管理等。
8. 注意事项及细节说明
- 注意事项
- 在多线程环境下，需要注意同步问题，确保线程安全。
- 考虑序列化和反序列化对单例的影响，避免产生多个实例。
- 注意单例对象的释放时机，避免资源泄漏。
- 细节说明
- 单例模式保证了系统内存中该类只存在一个对象，节省了系统资源，对于一些需要频繁创建销毁的对象，使用单例模式可以提高系统性能。
- 当想实例化一个单例类的时候，必须要记住使用相应的获取对象的方法，而不是使用new。
- 总之，单例模式是一种有用的设计模式，可以帮助我们在需要时创建一个唯一的对象实例。然而，它也有一定的局限性和注意事项，需要根据具体场景和需求来选择适合的实现方式。