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单例模式

定义

单例模式是一种软件设计模式，确保一个类或对象只有一个实例，同时提供一个全局访问点以获取该实例。这种模式常用于资源管理和系统配置中，以减少内存占用和提高性能。

通用代码示例

单例模式有两种主要实现方式：饿汉式和懒汉式。以下是两种实现方式的代码示例：

/**
 * 饿汉式单例实现
 */
public class Singleton {
    private final static Singleton singleton = new Singleton();
    private Singleton() {
        // 私有化构造，仅允许静态方法创建实例
    }
    public static Singleton getInstance() {
        return Singleton.singleton;
    }
    // 其他方法应使用 static 关键字修饰
    public static void doSomething() {
        // 方法代码
    }
}
/**
 * 懒汉式单例实现（线程安全）
 */
public class Singleton {
    private final static Singleton singleton = null;
    private Singleton() {
        // 私有化构造，仅允许静态方法创建实例
    }
    public static Singleton getInstance() {
        if (singleton == null) {
            singleton = new Singleton();
        }
        return singleton;
    }
    public static void doSomething() {
        // 方法代码
    }
}

优点

- **资源优化**：通过保持实例坚持性减少内存占用，提升性能，适用于资源受限的环境。 - **消耗减少**：减少频繁创建和销毁对象的开销，尤其适用于资源访问频繁的场景。 - **高效管理**：确保资源唯一性，避免重复处理和潜在竞态条件。

缺点

- **设计限制**：单例设计难以扩展，尤其是当需要使用接口或抽象类时，直接实现会导致多例困境。 - **测试复杂**：当服务依赖单例时，测试难以隔离单元，增加了测试复杂度。 - **职责冲突**：在某些情况下，单例可能违反单一职责原则，导致代码质量下降。

实践应用

- **Spring框架**：Spring中的Bean单例管理是单例模式的典型应用，确保每个Bean有且仅有一个实例。 - **资源管理**：用于管理全局资源，如配置文件缓存、数据库连接池等'. - **系统服务**：创建全局服务实例，如日志记录、用户认证等。

通过合理选择和使用单例模式，开发者可以根据具体需求优化资源利用和系统性能，但也需权衡其优缺点以确保设计的正确性和可维护性。