【singleton】在软件工程中，“Singleton”（单例）是一种设计模式，用于确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。这种模式常用于管理共享资源、配置信息或需要唯一实例的场景。
一、Singleton 模式总结
Singleton 模式的核心思想是限制一个类的实例化次数为一次，从而保证在整个应用程序中该类的实例是唯一的。它通常用于创建数据库连接、日志记录器、线程池等需要全局唯一对象的场合。
实现 Singleton 模式的方式有多种，包括懒汉式、饿汉式、双重检查锁定等。每种方式都有其适用场景和优缺点。
二、Singleton 模式对比表
| 特性 | 懒汉式（Lazy Initialization） | 饿汉式（Eager Initialization） | 双重检查锁定（Double-Check Locking） |
| 实例创建时机 | 在第一次调用时创建 | 程序启动时即创建 | 在第一次调用时创建，但使用锁机制优化 |
| 线程安全性 | 不安全（需手动加锁） | 安全 | 安全 |
| 性能 | 低（每次调用都需加锁） | 高（无锁操作） | 中（仅在第一次调用时加锁） |
| 内存占用 | 延迟加载，节省内存 | 一开始就占用内存 | 延迟加载，节省内存 |
| 适用场景 | 资源消耗大、不常用 | 资源小、频繁使用 | 多线程环境下，需要延迟加载 |
三、Singleton 的优缺点
优点：
- 保证全局唯一性，避免重复实例导致的问题。
- 提供统一的访问接口，便于管理和维护。
- 适用于资源有限或需要集中控制的场景。
缺点：
- 违反单一职责原则，可能增加耦合度。
- 单例对象的生命周期难以管理。
- 多线程环境下容易出现同步问题，需要额外处理。
四、实际应用示例
在 Java 中，常见的 Singleton 实现如下：
```java
public class Singleton {
private static Singleton instance;
private Singleton() {}
public static synchronized Singleton getInstance() {
if (instance == null) {
instance = new Singleton();
}
return instance;
}
}
```
对于多线程环境，可以采用双重检查锁定来提高性能：
```java
public class Singleton {
private static volatile Singleton instance;
private Singleton() {}
public static Singleton getInstance() {
if (instance == null) {
synchronized (Singleton.class) {
if (instance == null) {
instance = new Singleton();
}
}
}
return instance;
}
}
```
五、总结
Singleton 模式是一种简单但强大的设计模式，适用于需要全局唯一实例的场景。通过合理选择实现方式，可以在不同应用场景中平衡性能与线程安全性。尽管它有一些局限性，但在合适的场景下，Singleton 是一种非常有效的解决方案。
