引言
單例模式是一種常用的軟件設計模式，它確保一個類只有一個實例，并提供一個全局訪問點來獲取這個實例。單例模式在Java中實現起來相對簡單，但實現方式有多種，每種方式都有其特點和適用場景。
一、單例模式的實現方式
1. 懶漢式（線程不安全）：
這是最基本的單例實現方式，它在第一次調用getInstance()方法時才會創建實例。
public class Singleton {private static Singleton instance;// 私有化構造函數private Singleton() {}public static Singleton getInstance() {if (instance == null) {instance = new Singleton();}return instance;}
}
這種方式的缺點是，如果多個線程同時訪問getInstance()方法，可能會創建多個實例。
2. 懶漢式（線程安全）：
通過在方法上加鎖來保證線程安全。
public class Singleton {private static Singleton instance;private Singleton() {}public static synchronized Singleton getInstance() {if (instance == null) {instance = new Singleton();}return instance;}
}
但這種方式的缺點是，每次調用getInstance()方法時都需要同步，這會影響性能。
3. 餓漢式：
在類加載時就創建實例，避免了多線程同步問題。
public class Singleton {private static final Singleton instance = new Singleton();private Singleton() {}public static Singleton getInstance() {return instance;}
}
這種方式簡單，不存在多線程同步問題，但不管是否使用該實例，類裝載時就完成實例化。
4. 雙重檢查鎖定（Double-Checked Locking）推薦：
結合了懶漢式和餓漢式的優點，既保證了線程安全，又避免了同步帶來的性能問題。
public class Singleton {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;}
}
volatile關鍵字確保了多線程環境下instance變量的可見性。
5. 靜態內部類：
靜態內部類實現方式同樣利用了類加載的機制來保證初始化instance時只有一個線程，同時利用了JVM的類加載機制來保證初始化instance時線程安全。
public class Singleton {private Singleton() {}private static class SingletonHolder {private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();}public static Singleton getInstance() {return SingletonHolder.INSTANCE;}
}
二、單例模式的應用場景
單例模式廣泛應用于各種 Java 應用程序中,以下是一些典型的應用場景:
- 日志記錄器：通常系統中只需要一個日志記錄器實例,用于集中管理日志信息。
- 配置管理：應用程序的配置信息通常應該由單個實例管理,以確保配置的一致性。
- 緩存：緩存數據的共享訪問可以使用單例模式實現。
- 線程池：線程池通常由單例管理,以控制線程的生命周期和資源分配。
- 數據庫連接池：數據庫連接池也是典型的單例模式應用,用于管理數據庫連接資源。
- 對話框：GUI 應用程序中的對話框通常應該是單例的,以避免創建多個對話框實例。
- 注冊中心：服務注冊中心通常使用單例模式來保證全局唯一性。
可以看到,單例模式是一種非常實用和廣泛應用的設計模式。合理使用單例模式可以幫助我們更好地管理應用程序的資源和狀態,提高程序的性能和可靠性。
