单例模式单例模式，确保一个类只有一个实例并提供全局访问点单例模式懒汉和饿汉

单例模式是一种设计模式，它确保一个类只有一个实例并提供全局访问点。单例模式有两种实现方式：懒汉式和饿汉式。懒汉式指的是在第一次访问时才创建唯一实例，这种实现方式在实例创建开销较大或者实例使用不频繁时，可以减少不必要的资源开销。但在多线程环境下，需要使用同步锁来确保线程安全。饿汉式指的是在类加载时就创建唯一实例，这种实现方式能保证线程安全，因为类加载时的操作是线程安全的。由于实例在类加载时就创建，无论是否需要使用都会占用资源，可能导致资源浪费。

在编程中，我们经常需要确保某个类只有一个实例存在，这种情况下，单例模式(Singleton Pattern)就成为了一种非常实用的设计模式，它保证了一个类仅有一个对象，并提供了一个全局访问点来获取这个唯一的对象，本文将详细介绍单例模式的定义、实现以及优缺点。

1. 单例模式的定义

单例模式是一种创建型设计模式，它保证一个类仅有一个实例，并提供一个访问该实例的全局访问点，单例模式就是让一个类在整个程序运行期间，只能有一个实例存在。

2. 单例模式的实现

2.1 饿汉式(静态常量)

饿汉式是在类加载时就完成了初始化，避免了线程同步问题，如果饿汉式中的初始化操作非常耗时或者资源消耗较大，那么这种方式就不太适用了。

public class Singleton {
    // 在类加载时就完成了初始化，避免了线程同步问题
    private static final Singleton instance = new Singleton();
    // 构造方法私有化，防止外部创建实例
    private Singleton() {}
    // 提供一个全局访问点来获取这个唯一的对象
    public static Singleton getInstance() {
        return instance;
    }
}

2.2 懒汉式(线程安全，同步方法)

懒汉式是在第一次调用getInstance()方法时才进行初始化，这样可以避免在启动时就进行初始化导致的性能问题，为了保证线程安全，我们需要使用synchronized关键字对getInstance()方法进行同步。

public class Singleton {
    // 将构造方法设为私有，防止外部创建实例
    private static volatile Singleton instance;
    // 提供一个全局访问点来获取这个唯一的对象
    public static synchronized Singleton getInstance() {
        if (instance == null) {
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    }
}

2.3 双重检查(推荐)

双重检查锁定(Double-Checked Locking)机制既保证了线程安全，又减少了同步开销，它通过在每次调用getInstance()方法时先判断是否已经创建了实例，如果没有则进行同步初始化，当实例被创建后，将其设置为volatile类型，以确保所有线程都能看到最新的实例状态。

public class Singleton {
    // 将构造方法设为私有，防止外部创建实例
    private static volatile Singleton instance;
    // 通过双重检查锁定机制实现线程安全和性能优化
    public static Singleton getInstance() {
        if (instance == null) { // 这里进行了同步初始化操作，减少了同步开销
            synchronized (Singleton.class) { // 对getInstance()方法进行同步，保证线程安全
                if (instance == null) { // 这里是一个空循环，不会执行多次，减少了CPU消耗
                    instance = new Singleton();
                }
            }
        }
        return instance;
    }
}