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一、什么是單例模式？

單例模式（Singleton Pattern）是一種創建型設計模式，確保一個類只有一個實例，并提供全局訪問點。其核心價值在于：

• 避免重復創建對象，節省系統資源
• 保證全局狀態一致性
• 控制共享資源的訪問

二、經典實現方式

1. 餓漢式（Eager Initialization）

public class EagerSingleton {// 類加載時立即初始化private static final EagerSingleton instance = new EagerSingleton();// 私有構造方法private EagerSingleton() {}public static EagerSingleton getInstance() {return instance;}
}

特點：

• 線程安全
• 可能造成資源浪費（未使用即加載）

2. 懶漢式（Lazy Initialization）

public class LazySingleton {private static LazySingleton instance;private LazySingleton() {}public static synchronized LazySingleton getInstance() {if (instance == null) {instance = new LazySingleton();}return instance;}
}

特點：

• 延遲加載
• 同步鎖影響性能

3. 雙重校驗鎖（Double-Checked Locking）

public class DCLSingleton {private static volatile DCLSingleton instance;private DCLSingleton() {}public static DCLSingleton getInstance() {if (instance == null) {synchronized (DCLSingleton.class) {if (instance == null) {instance = new DCLSingleton();}}}return instance;}
}

關鍵點：

• volatile防止指令重排序
• 減少同步代碼塊范圍

4. 靜態內部類（Holder Pattern）

public class HolderSingleton {private HolderSingleton() {}private static class Holder {private static final HolderSingleton INSTANCE = new HolderSingleton();}public static HolderSingleton getInstance() {return Holder.INSTANCE;}
}

優勢：

• 天然線程安全
• 延遲加載
• 無同步性能損耗

5. 枚舉實現（Effective Java推薦）

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

優點：

• 絕對防止反射攻擊
• 自動處理序列化
• 代碼最簡潔

三、單例模式的應用場景

1. 配置管理器
2. 數據庫連接池
3. 日志記錄器
4. 線程池管理
5. 緩存系統

四、潛在問題與解決方案

問題類型	解決方案
反射攻擊	私有構造器添加實例存在檢查
序列化破壞	實現readResolve()方法
多類加載器	指定類加載器
多線程環境	選擇合適的線程安全實現方案

五、最佳實踐建議

1. 優先選擇枚舉或靜態內部類實現
2. 謹慎使用synchronized關鍵字
3. 考慮依賴注入框架（如Spring）管理單例
4. 避免在分布式系統中濫用單例
5. 單元測試時注意單例狀態重置

六、單例模式 vs 靜態類

特性	單例模式	靜態類
接口實現	支持	不支持
延遲加載	可實現	不可實現
繼承機制	支持	不支持
內存管理	可被GC回收	常駐內存

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總結：單例模式是Java開發中應用最廣泛的設計模式之一，但需要根據具體場景選擇合適的實現方式。現代開發中，建議優先考慮枚舉實現或結合IoC容器管理對象生命周期，在保證功能性的同時提高代碼的可維護性。