在软件开发中，单例模式是一种非常常用的设计模式。它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。这种模式通常用于控制资源共享或需要集中管理的对象（如数据库连接池、日志记录器等）。
单例模式的特点
- 唯一性：整个应用程序中只有一个类的实例。
- 全局访问：通过一个全局的方法可以访问该实例。
- 延迟加载：在需要时才创建实例。
单例模式的实现方式
1. 饿汉式单例模式
饿汉式单例模式是在类加载时就创建了实例，这种方式简单且线程安全，但可能会造成资源浪费。
```java
public class Singleton {
private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
// 私有构造函数防止外部实例化
private Singleton() {}
public static Singleton getInstance() {
return INSTANCE;
}
}
```
2. 懒汉式单例模式
懒汉式单例模式是在第一次调用 `getInstance()` 方法时创建实例，这种方式避免了资源的提前占用，但在多线程环境下可能存在线程安全问题。
简单懒汉式
```java
public class Singleton {
private static Singleton instance;
private Singleton() {}
public static Singleton getInstance() {
if (instance == null) {
instance = new Singleton();
}
return instance;
}
}
```
双重检查锁（Double-Checked Locking）
为了保证懒汉式的线程安全性，可以使用双重检查锁机制：
```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;
}
}
```
3. 静态内部类单例模式
静态内部类单例模式结合了饿汉式和懒汉式的优点，既实现了延迟加载，又保证了线程安全。
```java
public class Singleton {
private Singleton() {}
private static class SingletonHolder {
private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
}
public static Singleton getInstance() {
return SingletonHolder.INSTANCE;
}
}
```
4. 枚举单例模式
枚举单例模式是Java 5引入的新特性，利用枚举的特性来实现单例模式，这种方式简洁且线程安全。
```java
public enum Singleton {
INSTANCE;
public void doSomething() {
System.out.println("Doing something...");
}
}
```
总结
单例模式是设计模式中的经典之一，不同的实现方式各有优劣。选择哪种方式取决于具体的应用场景和需求。无论是懒汉式还是饿汉式，都需要根据实际情况权衡性能与资源使用的平衡。
在实际开发中，推荐使用静态内部类或枚举的方式来实现单例模式，因为这两种方式不仅线程安全，而且代码简洁易读。
