第5章：单例模式（Singleton Pattern）

一、导读

1.1 本章学习目标

第5章讲解单例模式——确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。

1.2 为什么第五章如此重要

单例模式看似简单，实则有很多陷阱：线程安全、序列化、延迟初始化等问题需要仔细处理。

1.3 核心问题引导

单例模式有哪些实现方式？

如何保证线程安全？

双重检查锁的原理是什么？

枚举单例为什么是最佳方式？

二、核心概念详解

5.1 经典实现

java

// 懒汉式（线程不安全）
public class Singleton {
    private static Singleton instance;
    private Singleton() {}
    
    public static Singleton getInstance() {
        if (instance == null) {
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    }
}

5.2 线程安全实现

java

// 双重检查锁
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;
    }
}

// 枚举方式（推荐）
public enum Singleton {
    INSTANCE;
    
    public void doSomething() { }
}

5.3 单例的问题

单例的反面观点：
- 违反单一职责原则
- 隐藏依赖关系
- 难以测试
- 全局状态

替代方案：
- 依赖注入
- 使用 Spring 的 Bean（默认单例）

三、实战案例

3.1 配置管理器

java

public class ConfigManager {
    private Map<String, String> config = new HashMap<>();
    
    private ConfigManager() {
        // 加载配置
    }
    
    private static class Holder {
        static final ConfigManager INSTANCE = new ConfigManager();
    }
    
    public static ConfigManager getInstance() {
        return Holder.INSTANCE;
    }
    
    public String get(String key) {
        return config.get(key);
    }
}

四、本章小结

单例确保一个类只有一个实例。枚举方式是最佳实现，双重检查锁需要注意 volatile。但单例有争议，依赖注入是更好的替代方案。

五、思考与练习

单例模式有哪些实现方式？

为什么双重检查锁需要 volatile？

枚举单例为什么是线程安全的？

单例有什么缺点？

依赖注入如何替代单例？