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单例模式

概念
单例模式是一种创建型设计模式，确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。它控制类的实例化过程，防止外部代码创建新的实例。

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应用场景

1. 日志记录：确保只有一个日志记录器，以便于管理和避免重复记录。
2. 配置管理：用于读取和存储配置信息，确保全局只有一个配置对象。
3. 线程池：管理线程池，确保其只有一个实例，便于资源管理。
4. 数据库连接：通过单例模式管理数据库连接，避免频繁创建和销毁连接。
5. 缓存管理：使用单例管理缓存，以确保数据一致性和减少内存使用。
6. UI管理：在图形用户界面中，某些组件如主窗口可能需要确保只有一个实例。

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注意点

• 线程安全：如果在多线程环境中使用，需要确保线程安全，避免出现多个实例。
• 序列化问题：反序列化时，可能会创建新的实例，需实现 readResolve 方法防止此问题。
• 懒加载：如果实例的创建开销较大，可以使用懒加载方式，但需处理好同步问题。

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核心要素

1. 私有构造函数：防止外部实例化。
2. 静态变量：持有唯一实例。
3. 静态方法：提供访问实例的全局方法。
4. 线程安全：确保在多线程环境下安全使用。

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Java代码示例

public class Singleton {// 懒汉式：延迟加载，线程安全private static volatile Singleton instance;private Singleton() {// 私有构造函数}public static Singleton getInstance() {if (instance == null) {synchronized (Singleton.class) {if (instance == null) {instance = new Singleton();}}}return instance;}
}

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各种变形用法

1. 饿汉式
   在类加载时就创建实例，适合实例化开销不大且始终需要使用的场景。

   public class EagerSingleton {private static final EagerSingleton instance = new EagerSingleton();private EagerSingleton() {}public static EagerSingleton getInstance() {return instance;}
   }
   

2. 静态内部类
   利用静态内部类实现懒加载，同时线程安全。

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

3. 枚举方式
   Java中推荐的单例实现方式，天然支持序列化。

   public enum EnumSingleton {INSTANCE;// 其他方法
   }
   

4. 双重检查锁定
   提高性能，减少同步开销。

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

这些是单例模式的基本知识和变形用法