【设计模式系列】单例模式（二十）

一、什么是单例模式

单例模式（Singleton Pattern）是一种常用的软件设计模式，属于创建型模式。它的目标是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。
单例模式的主要特点包括：

• 唯一性：单例类在整个应用程序的生命周期内只创建一个实例。
  
• 全局访问点：提供了一个全局的访问点，确保全部访问该类的地方都访问的是同一个实例。
  
• 延迟初始化：单例实例通常在第一次被利用时创建（懒汉式），也可以在程序启动时立即创建（饿汉式）。
  

二、单例模式的典型实现案例

2.1 懒汉式（线程不安全）：

• 这种方式下，实例在第一次被利用时才创建。这种方式简单，但在多线程环境下可能会出现多个实例的题目。
  

1. public class Singleton {
2.     private static Singleton instance;
4.     private Singleton() {}
6.     public static Singleton getInstance() {
7.         if (instance == null) {
8.             instance = new Singleton();
9.         }
10.         return instance;
11.     }
12. }

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2.2 饿汉式（线程安全）：

• 在类加载时就立即初始化单例，这种方式制止了多线程的同步题目，但可能导致资源的浪费，因为不管是否利用，单例都会被创建。
  

1. public class Singleton {
2.     private static final Singleton instance = new Singleton();
4.     private Singleton() {}
6.     public static Singleton getInstance() {
7.         return instance;
8.     }
9. }

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2.3 双重校验锁（Double-Checked Locking，线程安全，保举方式）：

• 这种方式在获取实例时先检查实例是否已经创建，如果没有创建才进入同步块中创建实例。这种方式既包管了线程安全，又制止了每次访问都进行同步的开销。
  

1. public class Singleton {
2.     private static volatile Singleton instance;
4.     private Singleton() {}
6.     public static Singleton getInstance() {
7.         if (instance == null) {
8.             synchronized (Singleton.class) {
9.                 if (instance == null) {
10.                     instance = new Singleton();
11.                 }
12.             }
13.         }
14.         return instance;
15.     }
16. }

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2.4 静态内部类（线程安全）：

• 这种方式利用了类加载机制来包管初始化实例时只有一个线程，同时也实现了延迟加载。
  

1. public class Singleton {
2.     private Singleton() {}
4.     private static class SingletonHolder {
5.         private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
6.     }
8.     public static Singleton getInstance() {
9.         return SingletonHolder.INSTANCE;
10.     }
11. }

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单例模式适用于需要全局只有一个实例的场景，如配置管理器、线程池、缓存等。然而，过度利用单例可能会导致代码的耦合度高，难以测试和维护。因此，在设计时需要根据实际需求谨慎利用单例模式。


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