单例方法

基础概念

单例模式（Singleton Pattern）是一种设计模式，确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点来访问该实例。单例模式通常用于控制资源的共享，例如数据库连接池、日志记录器、配置管理等。

优势

全局唯一性：确保系统中只有一个实例，避免重复创建和资源浪费。
延迟加载：可以在需要时才创建实例，节省系统资源。
线程安全：通过适当的实现方式，可以确保多线程环境下的安全性。

类型

懒汉式单例：在第一次使用时才创建实例。
饿汉式单例：在类加载时就创建实例。
双重检查锁定单例：结合懒汉式和饿汉式的优点，既保证线程安全，又实现延迟加载。
静态内部类单例：利用Java的类加载机制，实现延迟加载和线程安全。
枚举单例：利用Java枚举的特性，实现简单且线程安全的单例模式。

应用场景

数据库连接池：确保系统中只有一个数据库连接池实例。
日志记录器：确保系统中只有一个日志记录器实例。
配置管理：确保系统中只有一个配置管理实例。
缓存管理：确保系统中只有一个缓存管理实例。

示例代码

以下是一个懒汉式单例模式的示例代码：

public class Singleton {
    private static Singleton instance;

    private Singleton() {
        // 私有构造函数，防止外部实例化
    }

    public static synchronized Singleton getInstance() {
        if (instance == null) {
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    }
}

双重检查锁定单例模式的示例代码：

public class Singleton {
    private static volatile Singleton instance;

    private Singleton() {
        // 私有构造函数，防止外部实例化
    }

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

枚举单例模式的示例代码：

public enum Singleton {
    INSTANCE;

    public void doSomething() {
        // 业务逻辑
    }
}

常见问题及解决方法

线程安全问题：
- 使用synchronized关键字或双重检查锁定来确保线程安全。
- 使用静态内部类或枚举来实现线程安全的单例模式。

性能问题：
- 使用双重检查锁定或静态内部类来减少同步的开销。
- 枚举单例模式在Java中性能较好，且实现简单。
序列化和反序列化问题：
- 确保单例类实现Serializable接口，并重写readResolve方法来防止序列化和反序列化时创建新的实例。

public class Singleton implements Serializable {
    private static final long serialVersionUID = 1L;

    private Singleton() {
        // 私有构造函数，防止外部实例化
    }

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

    protected Object readResolve() {
        return getInstance();
    }
}