设计模式：单例模式

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“单例模式是一种创建型设计模式，目的是确保一个类只有一个实例，并提供全局访问点来访问这个实例。它非常适合需要唯一对象的场景，如日志记录器、配置管理器等。

在Java中，可以通过饿汉式、懒汉式、双重检查锁、静态内部类等方式实现单例模式。其中，饿汉式和静态内部类的实现方式天然是线程安全的，因为实例在类加载时就被创建。懒汉式的实现方式需要使用synchronized关键字来确保线程安全，但可能会影响性能。而双重检查锁则在保证线程安全的同时提高了性能。

设计模式：单例模式

1. 什么是单例模式？

单例模式（Singleton Pattern）是一种创建型设计模式，它的目的是确保一个类只有一个实例，并且提供全局访问点来访问该实例。这个模式非常适合需要唯一对象的场景，如数据库连接池、日志对象、配置管理器等。

2.如何使用单例模式？

在Java中，有多种方式可以实现单例模式。以下是常见的几种实现方式：

(1) 饿汉式（Eager Initialization）

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public class Singleton {
    // 私有静态实例，类加载时初始化
    private static final Singleton instance = new Singleton();
    
    // 私有构造函数，防止外部创建实例
    private Singleton() {}
    
    // 公有静态方法，提供实例的全局访问点
    public static Singleton getInstance() {
        return instance;
    }
}

(2) 懒汉式（Lazy Initialization）

这里需要注意如果不加上synchronized的话饿汉式创建的单例是线程不安全的

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public class Singleton {
    // 私有静态实例，延迟加载
    private static Singleton instance;
    
    // 私有构造函数
    private Singleton() {}
    
    // 公有静态方法，同步以保证线程安全
    public static synchronized Singleton getInstance() {
        if (instance == null) {
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    }
}

(3) 双重检查锁（Double-Checked Locking）

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public class Singleton {
    // 使用volatile关键字，确保可见性和有序性
    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;
    }
}

(4) 枚举类（enum）

这是实现单例模式的推荐方式之一，特别是在涉及到防止序列化和反射攻击时。

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public enum Singleton {
    INSTANCE;

    // 其他方法可以在这里定义
    public void doSomething() {
        System.out.println("Singleton instance is doing something.");
    }
}

3. 单例模式的线程安全性

单例模式在多线程环境中可能面临竞争条件（race condition）问题，特别是在“懒汉式”实现中。为了解决这个问题，可以采用以下方式：

  • 饿汉式：线程安全，因为实例在类加载时就已经创建。
  • 懒汉式（加同步锁）：通过synchronized关键字保证线程安全，但可能会影响性能。
  • 双重检查锁：在保证线程安全的同时提高了性能。
  • 静态内部类：线程安全，并且具有良好的性能，因为类加载机制保证了实例的唯一性和线程安全性。

4.单例模式使用的举例

  1. 网站的计数器，一般也是采用单例模式实现，否则难以同步。

  2. 应用程序的日志应用，一般都是单例模式实现，只有一个实例去操作才好，否则内容不好追加显 示。

  3. 多线程的线程池的设计一般也是采用单例模式，因为线程池要方便对池中的线程进行控制

  4. Windows的（任务管理器）就是很典型的单例模式，他不能打开俩个

  5. windows的（回收站）也是典型的单例应用。在整个系统运行过程中，回收站只维护一个实例。