设计模式之单例模式

	单例模式（Singleton Pattern）是 Java 中常用的一种设计模式，它的核心思想是确
保一个类仅有一个实例，并提供一个全局访问点来获取这个唯一的实例。单例模式在需
要控制资源访问，或者实现全局缓存等场景中非常有用。

一、单例模式的实现方式

单例模式有多种实现方式，但主要可以归纳为懒汉式、饿汉式、双重检查锁定（Double-Checked Locking）、静态内部类、枚举等几种。

1. 懒汉式（线程不安全）

懒汉式单例模式在第一次使用时才创建实例，但这种方式在多线程环境下是不安全的。

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

2. 懒汉式（线程安全）

通过在 getInstance() 方法上添加 synchronized 关键字来保证线程安全，但这种方式效率较低。

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

3. 双重检查锁定（Double-Checked Locking）

双重检查锁定模式既保证了线程安全，又避免了每次调用 getInstance() 时都进行同步，从而提高了效率。

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

注意：这里使用了 volatile 关键字来禁止指令重排序，确保 instance 变量在多线程环境下的可见性和有序性。

4. 饿汉式

饿汉式单例模式在类加载时就完成了实例的初始化，所以它是线程安全的。

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

5. 静态内部类

静态内部类方式利用了 classloder 的机制来保证初始化实例时只有一个线程，既实现了延迟加载，又保证了线程安全。

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

6. 枚举

枚举方式是实现单例模式的最佳方法。它更简洁，自动支持序列化机制，绝对防止多次实例化，即使在面对复杂的序列化或反射攻击的时候。

public enum SingletonEnum {  
    INSTANCE;  
  
    public void whateverMethod() {  
    }  
}

总结

单例模式是一种常用的设计模式，用于确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。在实现单例模式时，需要考虑线程安全、延迟加载等因素，并根据具体场景选择合适的实现方式。枚举方式是推荐的实现方式，因为它既简洁又安全。