单例设计模式

单例模式（Singleton Pattern）是一种创建型设计模式，它确保一个类只有一个实例 ，并提供一个全局访问点来获取这个实例。在软件开发里，有些类的实例只需要存在一个，比如数据库连接池、线程池、日志管理器，factory等，使用单例模式可以避免频繁创建和销毁对象带来的性能开销，同时保证数据的一致性。其实在自己写的而代码中觉得很少使用这种方法，但是在看框架的代码的源码经常看到，那时候觉得，噢，好神奇，然后自己就不会写了。

单例模式的常见应用场景如下：

资源管理类：
数据库连接池：避免频繁创建和销毁连接，减少性能开销，统一管理连接资源。
日志管理器：保证日志信息统一输出和管理，避免多个日志实例冲突。
配置管理类：集中管理全局配置信息，如数据库配置、服务器地址等，方便不同模块访问和修改。
系统状态管理类：维护全局状态信息，像用户登录状态、系统运行状态等，确保各模块访问和修改状态的一致性。

据说有8种写法，但是我觉得常见的主要是下面的几种:

饿汉式写法：

这个原理是在Java 中，被 static 修饰的成员（变量、代码块）属于类，而非类的某个实例。类加载时，JVM 会对静态成员进行初始化，且这个过程仅执行一次，线程安全是由JVM加载机制负责的，所以不必担心线程安全性的问题。在饿汉式单例模式中，利用 static 修饰单例实例变量或者将实例创建代码放在静态代码块里，能确保单例实例在类加载时就被创建。

这个据说是最实用的方法，其实我觉得也是。

java 复制代码

public class Singleton {
    // 在类加载时就创建实例
    private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();

    // 私有构造函数，防止外部实例化,无法实现私有化
    private Singleton() {}

    // 全局访问点
    public static Singleton getInstance() {
        return INSTANCE;
    }
}

优点：实现简单，线程安全。

缺点：如果单例实例在整个应用程序中不一定会被使用，类加载时就创建实例会造成资源浪费。
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懒汉式写法（非线程安全）

为了解决在不使用的时候不进行创建实例，懒汉式在第一次调用 getInstance() 方法时才创建单例实例，但是这就造成了在多线程的环境下出现了可能创建多个实例。

java 复制代码

public class Singleton {
    private static Singleton instance;

    private Singleton() {}

    // 全局访问点
    public static Singleton getInstance() {
        if (instance == null) {
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    }
}

优点：延迟加载，只有在需要时才创建实例，节省资源。

缺点：线程不安全，在多线程环境下可能会创建多个实例。
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线程安全的懒汉式（Synchronized）

为了进一步解决懒汉式的线程安全问题，可以在 getInstance() 方法上添加 synchronized 关键字。

java 复制代码

public class Singleton {
    private static Singleton instance;

    private Singleton() {}

    // 全局访问点，添加 synchronized 关键字保证线程安全
    public static synchronized Singleton getInstance() {
        if (instance == null) {
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    }
}

虽然保证了线程的安全性，带来的缺点是运行的效率下降。
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双重检查锁定

双重检查锁定是一种更高效的线程安全懒汉式实现方式。

java 复制代码

public class Singleton {
    // 使用 volatile 关键字保证可见性
    private static volatile Singleton instance;

    private Singleton() {}

    public static Singleton getInstance() {
        if (instance == null) {//如果只保留这个检查还是不能保证线程安全
            synchronized (Singleton.class) {
                if (instance == null) {
                    instance = new Singleton();
                }
            }
        }
        return instance;
    }
}

实现变得更加复杂，涉及指令重排序的问题，这个不懂！
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静态内部类的实现单例模式

java 复制代码

public class Singleton {
    private Singleton() {}

    //静态内部类在外部类被加载时并不会被加载，只有当调用获取单例实例的方法时，才会触发静态内部类的加载和初始化，而类的初始化过程由 JVM 保证线程安全，因此可以确保单例实例的唯一性。
    private static class SingletonHolder {
        private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
    }

    public static Singleton getInstance() {
        return SingletonHolder.INSTANCE;
    }
}

延迟加载机制：

静态内部类实现单例模式还具备延迟加载的特性。外部类加载时，静态内部类不会被加载，只有在调用获取单例实例的方法时，静态内部类才会被加载并初始化静态变量，从而创建单例实例。这样可以避免在应用启动时就创建单例实例，节省系统资源。
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枚举类实现

java 复制代码

// 定义一个枚举类型作为单例类
public enum EnumSingleton {
    // 单例实例
    INSTANCE;

    // 可以添加其他方法和属性
    public void doSomething() {
        System.out.println("枚举单例执行操作");
    }
}