Java单例模式（Singleton Pattern）

单例模式（Singleton Pattern）是一种创建型设计模式，旨在确保一个类只有一个实例，并提供全局访问点来获取该实例。

作用：

• 确保在系统中只有一个实例存在，可以避免多个实例引发的资源冲突问题。
• 提供一个全局访问点，方便其他对象在需要时获取该实例。

优势：

• 节约系统资源：单例模式可以避免多个实例同时存在，节省了系统内存和其他资源的使用。
• 提供全局访问点：通过单例模式，可以在任何需要的地方获取到相同的实例，方便了对象的共享和数据交互。
• 简化对象管理：由于只有一个实例存在，可以避免频繁地创建和销毁对象，简化了对象的管理和生命周期的控制。

适用场景：

• 线程池：在多线程环境下，通过单例模式可以确保线程池只有一个实例，避免线程之间的竞争和冲突。
• 日志记录器：在应用程序中，通过单例模式创建日志记录器，可以确保所有的日志信息都被写入同一个日志文件，避免了多个实例写入不同的文件。
• 配置信息管理：在需要共享配置信息的场景中，可以使用单例模式来管理配置信息的加载和访问，保证全局唯一性。
• 数据库连接池：在数据库访问场景中，通过单例模式可以确保只有一个数据库连接池实例存在，避免了频繁地创建和释放连接。

需要注意的是，单例模式并不适用于所有情况。在某些情况下，单例模式可能会引入全局状态，增加了对象之间的耦合性和难以测试性。在使用单例模式时，需要谨慎权衡其优缺点，并根据具体的需求和设计考虑是否使用单例模式。

代码举例说明

当使用Java实现单例模式时，通常有几种常见的实现方式，包括饿汉式（Eager Initialization）、懒汉式（Lazy Initialization）、双重检查锁（Double-Checked Locking）、静态内部类（Static Inner Class）等。下面以懒汉式和静态内部类为例进行代码说明：

懒汉式：

public class Singleton {
    private static Singleton instance;

    private Singleton() {
        // 私有构造函数
    }

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

在懒汉式中，通过私有的构造函数确保无法通过外部实例化该类。使用一个静态变量 instance 来保存唯一的实例，并在需要获取实例的时候进行延迟初始化。

优点：懒汉式实现了按需创建实例，延迟初始化，节约了系统资源。
缺点：在多线程环境下，可能会出现竞态条件，需要通过添加同步锁 synchronized 来解决，但会影响性能。

静态内部类：

public class Singleton {
    private Singleton() {
        // 私有构造函数
    }

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

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

静态内部类的方式利用了类加载的机制来保证线程安全和延迟初始化。当 Singleton 类被加载时，静态内部类 SingletonHolder 不会被加载和初始化，只有在调用 getInstance() 方法时才会加载并创建唯一的实例。

优点：实现了懒加载和线程安全，无需使用同步锁，性能较高。
缺点：无法传递参数，适用于无需参数的单例。

无论使用哪种方式实现单例模式，都需要注意线程安全性和反序列化时的单例破坏问题。在多线程环境下，可以考虑使用双重检查锁或使用 volatile 关键字进行修饰。在需要进行序列化和反序列化的情况下，可以添加 readResolve() 方法来保证单例的唯一性。

请注意，上述示例中的代码只是简化的实现，并没有考虑到所有可能的情况和异常处理。在实际应用中，需要根据具体需求和场景进行适当的修改和扩展。