设计模式 之 “单例模式[Singleton Pattern]”

**单例模式（Singleton Pattern）**是软件设计模式中的一种基础模式，它的核心思想是确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。这种模式在很多场景下非常有用，比如配置管理、线程池、数据库连接池等，这些都需要在系统运行期间只存在一个实例。 在Java或其他面向对象语言中实现单例模式有多种方法，但主要分为以下几种： 1. **饿汉式（Eager Initialization）**：在类加载时就完成了初始化，所以没有线程安全问题。但由于类加载较早，即使未使用也会创建实例，可能导致资源浪费。 ```java public class Singleton { private static final Singleton INSTANCE = new Singleton(); private Singleton() {} public static Singleton getInstance() { return INSTANCE; } } ``` 2. **懒汉式（Lazy Initialization）**：延迟到第一次调用 `getInstance` 方法时才初始化。但在多线程环境下，如果没有同步控制，可能会创建多个实例。 ```java public class Singleton { private static Singleton INSTANCE; private Singleton() {} public static Singleton getInstance() { if (INSTANCE == null) { INSTANCE = new Singleton(); } return INSTANCE; } } ``` 3. **双重检查锁定（Double-Check Locking）**：在懒汉式的优化版本中，加入了 volatile 和 synchronized 关键字，确保了线程安全和单例的正确初始化。 ```java 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; } } ``` 4. **静态内部类（Static Inner Class）**：利用类加载机制保证初始化实例时只有一个线程，避免了同步锁，同时也延迟了初始化。 ```java public class Singleton { private Singleton() {} private static class SingletonHolder { private static final Singleton INSTANCE = new Singleton(); } public static Singleton getInstance() { return SingletonHolder.INSTANCE; } } ``` 5. **枚举（Enum）**：这是最安全且推荐的单例实现方式，天然支持序列化，并且防止反射攻击。 ```java public enum Singleton { INSTANCE; public void whateverMethod() { } } ``` 在实际开发中，我们需要注意单例模式的适用性，虽然它能保证对象唯一，但过度使用可能会影响代码的可测试性和可扩展性。对于某些需要按需创建或销毁的对象，单例模式可能不是最佳选择。同时，随着Java 5之后的并发库的发展，如`java.util.concurrent`包中的`ExecutorService`，有时可以考虑使用这些工具来替代单例模式。 单例模式是一种常见的设计模式，理解其原理和实现方式对提高代码质量与性能有着重要作用。在使用时，应结合具体场景和需求，选择最适合的实现策略。