Java中的单例模式

1. 在Java中什么是单例模式？

Java中的单例模式是一种创建型设计模式，它保证了一个类只有一个实例，并提供全局访问点到这个实例。换句话说，单例模式确保了程序在任何时候都只创建一个特定类的一个对象。这个对象是唯一的，可以被所有其他类和对象共享访问。

2. 单例的5种写法以及存在什么问题？

Java中的单例模式通常有以下五种主要的实现方式，每种方式都有其优点和可能的问题：

1. 饿汉式（Eager Initialization）

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

此方法在类加载时就完成了实例化，避免了多线程同步问题。但是，如果从始至终未使用这个实例，会造成内存浪费。

2. 懒汉式（Lazy Initialization）

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

此方法在第一次调用 getInstance() 方法时实例化。在多线程环境下是安全的，但 synchronized 关键字降低了性能。

3. 双重检查锁定（Double Checked Locking）

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;
    }
}

此方法的优点是，只有在第一次实例化时才使用同步。这样一旦实例化，获取实例的操作就不需要同步了，提高了性能。但是，双重检查锁定在某些JVM中可能会失效。

4. 静态内部类（Static Inner Class）

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

此方法利用了类加载机制来保证初始化实例时只有一个线程。静态内部类方式在 Singleton 类被装载时并不会立即实例化，而是在需要实例化时，调用 getInstance() 方法，才会装载 SingletonHolder 类，从而完成 Singleton 的实例化。同时，类的静态属性只会在第一次加载类的时候初始化，所以在这里，JVM帮助我们保证了线程安全性。这种方法既保证了线程安全，又能做到延迟加载。

5. 枚举（Enum Singleton）

public enum Singleton {
    INSTANCE;
    
    public void whateverMethod() {
        //...
    }
}

此方法是《Effective Java》作者 Josh Bloch 提倡的方式。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，可谓是很完美的单例实现方式。不过，由于其本质是枚举类型，它可能在某些特定场景中（如 DCL、延迟加载、使用特定方法等）不适用。

每种实现方式都有其用途，适用于不同的场景，但也可能有潜在的问题，例如在多线程环境下可能出现的问题，以及在某些极端情况下可能导致多个实例的创建（例如，如果单例类实现了序列化接口并被序列化和反序列化，可能会创建出多个实例）。在实际使用时，需要根据具体需求和环境选择最适合的实现方式。