在軟件設計中，有時我們希望某個類的實例始終是唯一的，即無論在何處訪問這個類，都能夠得到同一個實例。單例模式（Singleton Pattern）就是為了解決這個問題而產生的。單例模式確保一個類只有一個實例，并提供一個全局訪問點。

1.定義

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單例模式是一種創建型設計模式，確保一個類只有一個實例，并提供一個全局訪問點來訪問這個實例。其主要思想是將類的構造函數私有化，并通過一個靜態方法來控制實例的創建和訪問。

2.常見實現方式

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單例模式有多種實現方式，下面介紹幾種常見的實現方式：

2.1餓漢式（Eager Initialization）

餓漢式是在類加載時就創建實例，這樣可以確保線程安全，并且在類首次使用前完成實例化。

示例代碼：

public class Singleton {private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();private Singleton() {// 私有構造函數，防止外部實例化}public static Singleton getInstance() {return INSTANCE;}
}

優點：簡單，易于理解，線程安全
缺點：類加載時即創建實例，可能造成資源浪費

如果你一定會使用該類，這種方式無疑是最簡單的方法

2.2 懶漢式（Lazy Initialization）

懶漢式是在第一次調用 getInstance() 方法時創建實例。這種方式避免了餓漢式的資源浪費問題。

示例代碼：

public class Singleton {private static Singleton instance;private Singleton() {// 私有構造函數，防止外部實例化}public static synchronized Singleton getInstance() {if (instance == null) {instance = new Singleton();}return instance;}
}

優點：實現簡單，延遲實例化，避免資源浪費
缺點：使用了 synchronized，在高并發情況下性能可能較差

每次調用getInstance()都會進行同步檢查，這樣會消耗不必要的資源，不推薦使用

2.3雙重檢查鎖（Double-Checked Locking）

雙重檢查鎖在懶漢式的基礎上，通過減少使用 synchronized 來提高性能。

示例代碼：

public class Singleton {// volatile關鍵字確保多線程下的可見性和有序性(禁止字節碼重排)private static volatile Singleton instance;private Singleton() {// 私有構造函數，避免外部直接實例化}public static Singleton getInstance() {if (instance == null) {  // 第一次檢查synchronized (Singleton.class) {if (instance == null) {  // 第二次檢查instance = new Singleton();  // 實例化}}}return instance;  // 返回實例}
}

優點：延遲實例化，提高了性能
缺點：實現復雜，容易出錯

同步代碼塊含義：因為可能會有多個線程同時通過了第一次檢查，在進入同步塊之后，再次檢查可以確保只有一個線程創建實例，最大限度地在提升性能的條件下保證了線程安全。

emm… 個人不喜歡這種笨重寫法

2.4 靜態內部類（Static Inner Class）

這種方式使用了類加載機制來確保線程安全，同時實現了延遲加載。

示例代碼：

public class Singleton {private Singleton() {// 私有構造函數，防止外部實例化}// 靜態內部類，利用類加載機制保證線程安全且延遲加載private static class SingletonHolder {private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();}public static Singleton getInstance() {return SingletonHolder.INSTANCE;}
}

優點：延遲實例化，線程安全，實現簡單
缺點：無法傳遞外部參數

這時候就會有同學要問了，何為類加載機制，問的好，所謂類加載機制就算：JVM 在加載類的過程中，靜態內部類 SingletonHolder 中的靜態變量 INSTANCE 只會被實例化一次，由JVM保證其線程安全性，所以在多線程環境下可以安全地使用。

2.5 枚舉（Enum）

這種方法是Effective Java作者Joshua Bloch推薦的單例實現方式之一，它解決了傳統單例模式實現中的一些問題，比如序列化、反射攻擊等。

示例代碼：

public enum Singleton {INSTANCE;public void doSomething() {// 業務方法}
}

優點：簡潔，線程安全，防止反序列化破壞單例
缺點：無法靈活控制實例化過程

使用方法：

Singleton.INSTANCE.doSomething();

特點和優勢

1. 線程安全性：
   枚舉類型的實例創建是線程安全的，JVM在加載枚舉類型時會通過類加載器保證只實例化一次。因此，多線程環境下也能保證單例的唯一性。

2. 防止反射攻擊：
   枚舉類型的實例創建是由JVM控制的，因此無法通過反射來創建枚舉類的實例。這樣可以防止反射攻擊，即使是在枚舉類中添加了私有構造函數也不例外。

3. 防止序列化問題：
   Java枚舉類型在序列化和反序列化時會自動處理，確保在序列化和反序列化過程中都是單例的。

4. 簡潔且高效：
   枚舉實現單例模式非常簡潔，只需聲明一個枚舉類型即可，不需要額外的代碼來保證線程安全和單例特性。

3.單例模式的注意事項

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• 線程安全：確保在多線程環境下一個類只有一個實例。
• 延遲加載：盡量避免在類加載時就實例化，除非明確知道實例一定會被使用。
• 防止反射攻擊：通過在構造函數中添加判斷來防止反射創建多個實例。
• 防止反序列化破壞單例：在實現 Serializable 接口時，提供 `readResolve 方法。

4.總結

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五種創建單例的方式，大家按需選擇，核心思想都是確保一個類只有一個實例，并提供全局訪問點，沒有最好的，只有最適合的，理解不同實現方式的優缺點，可以幫助我們在實際開發中選擇最合適的方案。