JAVA之单例模式

单例模式（Singleton Pattern）是一种设计模式，用于确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点来获取该实例。在软件设计中，单例模式常用于控制对资源的访问，例如数据库连接、线程池等。以下是单例模式的详细介绍及JAVA代码实现。

一、单例模式的优点

• 控制资源的使用，避免资源的多重占用。
• 提供全局访问点，方便资源的管理。
• 系统中只有一个实例，减少内存开销。
• 避免对资源的多重占用，提高系统的性能。

二、单例模式的缺点

• 单例模式可能会引起代码的不透明性。
• 单例模式可能会导致代码的测试困难。
• 单例模式可能会导致并发问题。

三、单例模式的实现方式 单例模式有多种实现方式，以下列举几种常见的实现方式：

• 懒汉式（线程不安全）
• 懒汉式（线程安全）
• 饿汉式
• 双重校验锁
• 静态内部类
• 枚举 以下分别对这几种实现方式进行详细说明及代码实现。
• 懒汉式（线程不安全） 懒汉式单例模式在类加载时不初始化，在需要时才创建实例。缺点是线程不安全。

1. JAVA代码实现：

public class Singleton {
    // 私有静态变量，用于存储单例实例
    private static Singleton instance;
    // 私有构造方法，防止外部直接创建实例
    private Singleton() {}
    // 公有静态方法，用于获取单例实例
    public static Singleton getInstance() {
        if (instance == null) {
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    }
}

1. 懒汉式（线程安全） 在懒汉式的基础上，通过同步方法保证线程安全。缺点是效率较低。 JAVA代码实现：

public class Singleton {
    private static Singleton instance;
    private Singleton() {}
    // 同步方法，保证线程安全
    public static synchronized Singleton getInstance() {
        if (instance == null) {
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    }
}

1. 饿汉式 饿汉式单例模式在类加载时就完成了初始化，保证了线程安全。缺点是类加载时就初始化，可能会浪费资源。 JAVA代码实现：

public class Singleton {
    // 私有静态变量，类加载时初始化
    private static Singleton instance = new Singleton();
    private Singleton() {}
    public static Singleton getInstance() {
        return instance;
    }
}

1. 双重校验锁 双重校验锁单例模式在懒汉式的基础上，通过双重校验锁保证线程安全，同时提高效率。 JAVA代码实现：

public class Singleton {
    // 私有静态变量，使用volatile关键字保证多线程下的可见性和禁止指令重排序
    private static volatile Singleton instance;
    private Singleton() {}
    public static Singleton getInstance() {
        if (instance == null) {
            synchronized (Singleton.class) {
                if (instance == null) {
                    instance = new Singleton();
                }
            }
        }
        return instance;
    }
}

1. 静态内部类 静态内部类单例模式利用静态内部类的特性，实现懒加载和线程安全。 JAVA代码实现：

public class Singleton {
    // 私有构造方法
    private Singleton() {}
    // 静态内部类，用于持有单例实例
    private static class SingletonHolder {
        private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
    }
    // 公有静态方法，获取单例实例
    public static final Singleton getInstance() {
        return SingletonHolder.INSTANCE;
    }
}

1. 枚举 枚举单例模式利用枚举的特性，实现单例，且自动支持序列化机制，防止反射攻击。 JAVA代码实现：

public enum Singleton {
    // 枚举元素，本身就是单例
    INSTANCE;
    // 公有方法，可以添加其他业务方法
    public void doSomething() {
        // 业务逻辑
    }
}

四、总结

单例模式是一种简单且常用的设计模式，适用于需要确保一个类只有一个实例的场景。在实际开发中，应根据具体需求选择合适的实现方式。