单例模式

定义

单例模式(Singleton Pattern)是一种创建型模式,它保证一个类在整个系统中只有唯一的实例,并对外提供一个统一的全局访问点。

意图

当系统中某个类的对象只需要一个,且需要被多处共享时,使用单例可以避免重复创建对象带来的资源浪费,并保证状态一致性。

结构

核心做法是将构造方法私有化,由类自身持有静态实例,并通过静态方法返回该实例。常见实现包括饿汉式(类加载时即创建)和懒汉式(首次使用时创建)。在多线程环境下,懒汉式需通过双重检查锁定(Double-Checked Locking)或静态内部类来保证线程安全。

适用场景

• 配置管理器、日志记录器等全局唯一的工具对象。
• 线程池、连接池、缓存等需要统一管理的资源。

优缺点

优点:节约内存,保证全局唯一,提供受控访问。缺点:违背单一职责原则,职责与生命周期管理耦合;不利于单元测试和扩展;滥用会引入全局状态,增加耦合度。