创建型-单例模式（Singleton）

单例模式（Singleton Pattern）是设计模式中的一种，它的主要目的是确保一个类仅有一个实例，并提供一个全局访问点。以下是单例模式的一些关键知识点：

1.定义与目的

确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。
在软件系统中，经常有需要这样一个特殊类，它负责管理系统中的重要资源（如数据库连接、文件系统等），保证在系统中只有一个实例存在，避免出现多个实例之间的状态不一致问题。

2.实现方式

饿汉式（静态常量）：在类加载时就完成了实例化，避免了线程同步问题。

java 复制代码

public class Singleton {  
    private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();  
      
    private Singleton() {}  
      
    public static Singleton getInstance() {  
        return INSTANCE;  
    }  
}

懒汉式 （双重检查锁定）：在第一次调用getInstance()方法时才进行实例化，并使用了双重检查锁定来避免多次同步。

java 复制代码

public class Singleton {  
    private volatile static Singleton INSTANCE;  
      
    private Singleton() {}  
      
    public static Singleton getInstance() {  
        if (INSTANCE == null) {  
            synchronized (Singleton.class) {  
                if (INSTANCE == null) {  
                    INSTANCE = new Singleton();  
                }  
            }  
        }  
        return INSTANCE;  
    }  
}

静态内部类：利用了classloader的机制来保证初始化instance时只有一个线程。

java 复制代码

public class Singleton {  
    private Singleton() {}  
      
    private static class SingletonHolder {  
        private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();  
    }  
      
    public static Singleton getInstance() {  
        return SingletonHolder.INSTANCE;  
    }  
}

枚举：利用枚举的特性，不仅能避免多线程同步问题，而且还能防止反序列化重新创建新的对象。

java 复制代码

public enum Singleton {  
    INSTANCE;  
      
    // 其他方法...  
}

3.适用场景：

当一个类只能有一个实例，而且客户可以从一个众所周知的访问点访问它时。
当这个唯一实例应该是通过子类化可扩展的，并且客户应该无需更改代码就能使用一个扩展的实例时。

4.注意事项

构造函数必须私有，以防止其他类通过new关键字创建实例。
考虑线程安全，特别是在懒汉式实现中。
考虑序列化问题，防止反序列化时重新创建对象。

5.优缺点

优点：

在内存中只有一个对象，减少了内存开销。
避免了对资源的多重占用。
可以在系统设置全局的访问点，优化和共享资源访问。

缺点：

没有接口，扩展困难。
在并发测试时，可能出现多个Singleton实例。

6.使用场景

数据库连接池、缓存管理、线程池等。
Windows的任务管理器就是一个单例模式，同时只能打开一个窗口。