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揭秘面试高频题：轻松掌握单例模式，告别编程难题

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单例模式概述

单例模式（Singleton Pattern）是一种常用的软件设计模式，它确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。这种模式主要被用于控制对象的创建，防止因创建多个实例而导致的资源浪费和潜在的错误。

单例模式的应用场景

单例模式在以下场景中非常有用：

  • 需要控制全局访问的唯一资源
  • 需要避免创建多个实例导致的资源浪费
  • 系统中某些类只应当有一个实例

单例模式的实现方法

单例模式的实现方法有很多种，以下列举几种常见的方法：

1. 懒汉式单例

懒汉式单例是指在第一次使用时才创建实例。

public class LazySingleton {
    private static LazySingleton instance;

    private LazySingleton() {}

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

2. 饿汉式单例

饿汉式单例是在类加载时就创建实例。

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

    private EagerSingleton() {}

    public static EagerSingleton getInstance() {
        return instance;
    }
}

3. 双重校验锁单例

双重校验锁单例在多线程环境下能保证线程安全，且性能优于懒汉式单例。

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;
    }
}

4. 静态内部类单例

静态内部类单例在类加载时并不会加载内部类，只有在第一次调用getInstance()方法时才会加载内部类，从而创建单例实例。

public class StaticInnerClassSingleton {
    private static class SingletonHolder {
        private static final StaticInnerClassSingleton INSTANCE = new StaticInnerClassSingleton();
    }

    private StaticInnerClassSingleton() {}

    public static final StaticInnerClassSingleton getInstance() {
        return SingletonHolder.INSTANCE;
    }
}

5. 枚举单例

枚举单例是Java中实现单例模式最简单和最安全的方式。

public enum EnumSingleton {
    INSTANCE;

    public void someMethod() {
        // 实现业务逻辑
    }
}

单例模式的注意事项

  • 单例模式可能会导致内存泄漏，因为单例对象可能会长时间存在内存中。
  • 单例模式可能会隐藏类的设计缺陷，因为它限制了实例的创建。
  • 单例模式可能会降低程序的测试性，因为测试时很难创建多个实例。

总结

单例模式是一种常用的软件设计模式，它能够确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。在实际开发中，我们可以根据需求选择合适的单例模式实现方法。同时，需要注意单例模式可能带来的问题，并在实际应用中加以规避。

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