单例模式

• 模式介绍：保证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。
• 主要解决：一个全局使用的类频繁地创建与销毁。
• 关键代码：构造函数是私有的。

应用场景

• 数据库连接池：数据库连接是一种宝贵的资源，频繁地创建和销毁数据库连接会带来巨大的性能损耗。通过使用单例模式，可以确保整个应用程序中只有一个数据库连接池实例，这个实例负责维护和管理数据库连接，从而避免重复创建和销毁连接，提高数据库操作的效率。
• 缓存系统：在应用程序中，缓存系统是一个重要的组件，用于存储和快速访问常用的数据。通过使用单例模式，可以确保整个应用程序中只有一个缓存实例，这个实例负责存储和管理缓存数据，从而避免数据不一致和重复创建缓存对象的问题。
• 日志记录：在应用程序中，日志记录是一种常见的调试和错误追踪手段。为了确保日志信息的完整性和一致性，可以使用单例模式来创建一个日志记录类，确保整个应用程序中只有一个日志记录实例，这样所有的日志信息都会通过这个实例来记录和管理。
• 配置文件读取：配置文件通常包含应用程序的一些重要参数和设置，如数据库连接信息、API密钥等。为了方便地读取和管理这些配置信息，可以使用单例模式来创建一个配置管理类，确保整个应用程序中只有一个配置管理实例，这个实例负责读取和解析配置文件，并提供配置信息的访问接口。
• GUI组件：在图形用户界面（GUI）开发中，有些组件可能只需要一个实例就足够了，比如主窗口、对话框等。通过使用单例模式，可以确保在整个应用程序中只有一个这样的GUI组件实例，从而避免重复创建和显示相同的组件。
• 任务管理器、回收站等系统工具：在操作系统中，任务管理器、回收站等工具通常也采用单例模式实现。这是因为这些工具在整个系统运行过程中只需要一个实例就足够了，它们负责管理系统资源、监控进程和文件等任务。
• 网站计数器：在网站开发中，计数器用于记录网站的访问量、用户数量等信息。由于这些信息需要全局共享和实时更新，因此可以使用单例模式来创建一个计数器类，确保整个网站中只有一个计数器实例，从而避免数据不一致和重复计算的问题。
• 全局状态管理：在需要共享全局状态或数据的场景中，可以使用单例模式来创建一个全局状态管理类。这个类负责管理和维护全局状态或数据，并提供访问和修改这些状态或数据的接口。这样，在不同的地方就可以方便地访问和修改全局状态或数据了。

代码实现

1、懒汉式，线程不安全

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

2、懒汉式，线程安全
描述：这种方式具备很好的 lazy loading，能够在多线程中很好的工作，但是，效率很低，99% 情况下不需要同步。优点：第一次调用才初始化，避免内存浪费。缺点：必须加锁 synchronized 才能保证单例，但加锁会影响效率。getInstance() 的性能对应用程序不是很关键（该方法使用不太频繁）。

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

3、饿汉式
描述：这种方式比较常用，但容易产生垃圾对象。优点：没有加锁，执行效率会提高。缺点：类加载时就初始化，浪费内存。

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

4、双检锁/双重校验锁（DCL，即 double-checked locking）
描述：这种方式采用双锁机制，安全且在多线程情况下能保持高性能。getInstance() 的性能对应用程序很关键。

public class Singleton {       private volatile static Singleton singleton;       private Singleton (){}       public static Singleton getSingleton() {       if (singleton == null) {           synchronized (Singleton.class) {               if (singleton == null) {                   singleton = new Singleton();               }           }       }       return singleton;       }   }