单例模式

闲云天玄
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单例模式是一种常用的设计模式，它确保一个类只有一个实例，并提供全局访问点。

实现单例模式有多种方式，最常用的是饿汉式和懒汉式两种。

饿汉式在类加载时就创建了实例，因此线程安全但可能会造成资源浪费。

懒汉式在第一次使用时才创建实例，避免了资源浪费但需要处理线程安全问题。

饿汉式单例模式的示例代码如下：

public class Singleton {
    private static final Singleton instance = new Singleton();

    private Singleton() {}

    public static Singleton getInstance() {
        return instance;
    }
}

在这个示例代码中，Singleton 类只有一个私有的构造方法和一个公有的静态方法 getInstance()。静态变量 instance 是在类加载时就被初始化，因此在 getInstance() 方法中直接返回即可，不需要额外的同步措施。这种实现方式简单明了，线程安全，并且实现起来也比较容易。
饿汉式单例模式的缺点是在程序启动时就实例化对象，如果该单例对象需要消耗大量资源或者不经常使用，就会造成不必要的资源浪费。同时，如果该单例类有多个实例，并且其中的某个实例一直没有被使用，也会浪费内存空间。因此，在某些情况下，懒汉式单例模式可能更适合。

懒汉式单例模式示例代码：

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

在该示例代码中，Singleton类只有一个私有的静态变量instance，表示类的唯一实例。该变量被声明为静态的，因此它可以被类的所有对象共享。

Singleton类的构造函数是私有的，这样就不能从外部直接实例化它。通过提供一个静态的getInstance()方法，可以获取该类的唯一实例。

在getInstance()方法中，如果instance变量为null，则通过调用构造函数创建一个新的实例，并将其赋值给instance变量。如果instance变量已经被初始化，那么直接返回它。

需要注意的是，在多线程环境下，由于getInstance()方法是同步的，可能会对性能产生负面影响，所以不推荐使用

懒汉式单例模式示例代码（双重检查）：

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;
    }
}

这种实现方式可以在第一次调用 getInstance() 方法时创建实例，同时保证线程安全和效率。volatile 关键字用于保证多线程环境下的可见性和有序性。在第一次检查时，多线程环境下可能会有多个线程同时通过了 instance == null 的判断，但是只有一个线程能够获取锁并创建实例，其他线程则需要等待。在锁内部再次检查 instance 是否为 null，是为了避免在释放锁之前已经有其他线程创建了实例，如果出现这种情况，则不需要再次创建实例。

单例模式常用在需要全局唯一对象的场景中，比如配置信息类、连接池类、日志记录器等。它可以保证在整个应用程序中只有一个实例存在，从而确保该实例的状态和行为在系统中保持一致。

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