单例模式：Spring的核心IOC之魂，揭秘其设计模式与应用

后端

2023-04-10 23:46:44

单例模式：Spring IOC 的基石

在软件开发中，我们经常需要创建对象来执行各种任务。然而，某些对象不需要多次创建，例如累加器或时间获取类。对于这些对象，我们可以利用单例模式来管理，确保只有一个实例的存在。

什么是单例模式？

单例模式是一种设计模式，它确保某个类只有一个实例。它通过以下两个关键步骤实现：

创建一个私有构造函数，防止直接创建实例。
提供一个静态方法来获取该类的实例。此方法检查实例是否存在，不存在则创建，存在则返回现有实例。

单例模式的应用场景

单例模式广泛应用于各种场景，包括：

累加器： 累加器计算数字的总和。使用单例模式可以避免创建多个累加器，从而避免重复计算。
时间获取： 获取当前时间的类只需要一个实例。单例模式可以确保只有一个实例，避免重复创建对象。
数据库连接池： 数据库连接池管理数据库连接。使用单例模式可以确保只有一个连接池，避免创建多个池。
缓存： 缓存存储经常访问的数据以提高速度。单例模式可以确保只有一个缓存，避免重复创建。

单例模式在 Java 中的实现

Java 中有几种实现单例模式的方法。最简单的方法是使用 synchronized：

public class Singleton {

    private static Singleton instance;

    private Singleton() { }

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

此方法简单有效，但当多个线程同时调用 getInstance() 时会降低性能。

我们可以使用双重检查锁优化性能：

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;
    }
}

这种实现仅在创建第一个实例时才需要进入 synchronized 块，从而提高了性能。