单例模式：确保唯一实例的设计模式
单例模式：确保唯一实例的设计模式
一、模式核心：保证类仅有一个实例并提供全局访问点
在软件开发中，有些类需要确保只有一个实例（如系统配置类、日志管理器），避免因多个实例导致状态混乱或资源浪费。
单例模式（Singleton Pattern） 通过私有化构造方法、持有唯一实例引用、提供静态访问接口，确保一个类在全局范围内只有一个实例，并提供统一的访问入口。核心解决：
- 实例唯一性：避免创建多个实例消耗资源（如数据库连接池、线程池）。
- 全局可访问性：为全局提供一个访问点，简化客户端调用。
- 延迟初始化：支持实例的延迟加载（按需创建），提升系统性能。
核心思想与 UML 类图
单例模式的核心是私有化构造方法，并通过静态方法返回唯一实例。常见实现方式包括：
- 饿汉式（类加载时立即创建实例）
- 懒汉式（第一次调用时创建实例，需处理线程安全）
二、核心实现：三种经典单例模式
1. 饿汉式单例（线程安全，类加载时创建实例）
public class EagerSingleton { // 类加载时立即创建实例（静态变量初始化） private static final EagerSingleton instance = new EagerSingleton(); // 私有化构造方法，防止外部实例化 private EagerSingleton() { System.out.println("创建饿汉式单例实例"); } // 公共访问方法，直接返回实例 public static EagerSingleton getInstance() { return instance; }
}
特点：
- 优点：简单可靠，类加载时完成初始化，天然线程安全。
- 缺点：无论是否使用都会创建实例，可能浪费内存（适用于实例创建成本低的场景）。
2. 懒汉式单例（线程不安全，延迟创建实例）
public class LazySingleton { private static LazySingleton instance; private LazySingleton() { System.out.println("创建懒汉式单例实例"); } // 未加锁，多线程环境可能创建多个实例 public static LazySingleton getInstance() { if (instance == null) { instance = new LazySingleton(); } return instance; }
}
特点：
- 优点：延迟加载，节省内存。
- 缺点：多线程环境下不安全，可能出现多个实例（需改进为线程安全版本）。
3. 线程安全的懒汉式（双重检查锁定，DCL）
public class ThreadSafeSingleton { private static volatile ThreadSafeSingleton instance; // volatile 禁止指令重排 private ThreadSafeSingleton() { System.out.println("创建线程安全懒汉式单例实例"); } public static ThreadSafeSingleton getInstance() { // 第一次检查：实例是否已创建 if (instance == null) { synchronized (ThreadSafeSingleton.class) { // 同步块，保证线程安全 // 第二次检查：防止多个线程同时通过第一次检查 if (instance == null) { instance = new ThreadSafeSingleton(); } } } return instance; }
}
关键细节：
volatile关键字：确保instance的可见性和禁止指令重排，避免初始化未完成时被其他线程访问。- 双重检查（Double-Check Locking）：减少同步块的竞争，提升性能。
三、进阶：使用枚举实现单例（推荐方式）
Java 枚举天然支持单例模式，且简洁可靠，自动处理序列化和反射攻击问题。
public enum EnumSingleton { INSTANCE; // 唯一实例 // 附加方法示例 public void doSomething() { System.out.println("枚举单例执行操作"); }
}
调用方式：
EnumSingleton.INSTANCE.doSomething(); // 直接通过枚举成员访问
优点：
- 简洁高效，无需手动处理线程安全和序列化问题。
- 防止通过反射创建新实例（
Enum类禁止反射攻击）。
四、框架与源码中的单例实践
1. Spring 框架中的单例 Bean
Spring 默认创建的 Bean 是单例的，通过 BeanFactory 管理实例的唯一性。
@Service
public class UserService { // Spring 自动创建单例实例
}
2. Log4j 日志管理器
Log4j 的 Logger 类使用单例模式，确保每个类对应的日志记录器唯一。
public class App { private static final Logger logger = Logger.getLogger(App.class); public static void main(String[] args) { logger.info("单例日志记录器"); }
}
五、避坑指南：正确使用单例模式的 4 个要点
1. 处理序列化与反序列化攻击
若单例类实现了 Serializable 接口，需添加 readResolve() 方法防止反序列化创建新实例：
protected Object readResolve() { return instance; // 返回现有实例，避免创建新对象
}
2. 防止反射攻击
通过在构造方法中添加校验，禁止通过反射创建多个实例：
private Singleton() { if (instance != null) { throw new IllegalStateException("单例实例已存在"); } // 初始化逻辑
}
3. 避免单例持有长生命周期对象
单例若持有大对象或上下文（如 ApplicationContext），可能导致内存泄漏，需及时释放资源。
4. 谨慎使用延迟加载
懒汉式单例需确保线程安全，否则可能引发 bug；若实例创建成本低，优先使用饿汉式或枚举式。
六、总结：何时该用单例模式？
| 适用场景 | 核心特征 | 典型案例 |
|---|---|---|
| 全局唯一配置 | 配置信息需要全局共享且唯一 | 系统配置类（ConfigManager） |
| 资源池管理 | 控制资源（如数据库连接）的创建数量 | 数据库连接池、线程池 |
| 日志记录器 | 全局共享日志实例 | Log4j、Logback |
| 避免重复初始化 | 初始化成本高，需保证仅执行一次 | 重量级对象（如缓存管理器） |
单例模式通过严格控制实例数量，实现了全局状态的统一管理。下一篇我们将探讨建造者模式，解析如何分步构建复杂对象，敬请期待！
扩展思考：单例模式的缺点
- 测试困难：单例与测试框架（如 JUnit）的依赖注入冲突，需通过模拟或反射绕过。
- 违背单一职责原则：单例可能承担业务逻辑与实例管理双重职责，建议将实例管理抽象为独立工厂。
相关文章：
单例模式：确保唯一实例的设计模式
单例模式：确保唯一实例的设计模式 一、模式核心：保证类仅有一个实例并提供全局访问点 在软件开发中，有些类需要确保只有一个实例（如系统配置类、日志管理器），避免因多个实例导致状态混乱或资源浪费。 单…...
gem5-gpu教程04 高速缓存一致性协议和缓存拓扑
高速缓存一致性协议 gem5-gpu 的一大贡献是允许用户灵活地定义 GPU 和 GPU-CPU 间的缓存一致性协议。此功能由 gem5 的 Ruby 模块实现，该模块使用 SLICC 语言定义一致性协议。更多信息请访问 gem5 wiki：[[http://gem5.org/Ruby]]。 缓存拓扑 The topology of the cache hi…...
c++ 互斥锁
为练习c 线程同步，做了LeeCode 1114题. 按序打印： 给你一个类： public class Foo {public void first() { print("first"); }public void second() { print("second"); }public void third() { print("third"…...
Pytest教程：为什么Pytest要用插件模式？
目录 一、历史背景：测试框架的局限性与Pytest的设计哲学 1.1 早期测试框架的困境 1.2 Pytest的模块化设计 二、横向对比：插件机制如何让Pytest脱颖而出 2.1 与Unittest/Nose的对比 2.2 插件模式的架构优势 三、插件模式的核心优势解析 3.1 可扩展…...
JVM 生产环境问题定位与解决实战（七）：实战篇——OSSClient泄漏引发的FullGC风暴
本文已收录于《JVM生产环境问题定位与解决实战》专栏，完整系列见文末目录 引言 在前六篇博客中，我们系统性地学习了 JVM 生产环境问题定位与解决的全套工具链，涵盖jps、jmap、jstat、jstack、jcmd 等基础工具的使用技巧，深入剖析…...
缩放点积注意力
Scaled Dot-Product Attention 论文地址 https://arxiv.org/pdf/1706.03762 注意力机制介绍 缩放点积注意力是Transformer模型的核心组件，用于计算序列中不同位置之间的关联程度。其核心思想是通过查询向量（query）和键向量（key&am…...
一个关于相对速度的假想的故事-7
回到， 它其实还可以写成， 也就是说，把 作为1，它的 倍也是存在和成立的。或者说，如果认为 是某一种单位（虚数 为单位），那么 的平方 显然也是一种单位（-1为单位）…...
_57)
LeetCode算法题(Go语言实现)_57
题目 给定一个仅包含数字 2-9 的字符串，返回所有它能表示的字母组合。答案可以按 任意顺序 返回。 给出数字到字母的映射如下（与电话按键相同）。注意 1 不对应任何字母。 一、代码实现（回溯法） func letterCombinatio…...
从GPT-5到Claude 3：大模型竞赛的下一站是什么？
从GPT-5到Claude 3：大模型竞赛的下一站是什么？ 引言 随着人工智能技术的飞速发展，大语言模型（LLM）已经成为推动自然语言处理（NLP）领域进步的关键力量。自2018年OpenAI推出GPT-1以来࿰…...
leetcode - 字符串
字符串 466. 统计重复个数 题目 定义 str [s, n] 表示 str 由 n 个字符串 s 连接构成。 例如，str ["abc", 3] "abcabcabc" 。 如果可以从 s2( )中删除某些字符使其变为 s1，则称字符串 s1( )可以从字符串 s2 获得。 例如…...
运维打铁：网络基础知识
文章目录 一、网络架构1. 网络架构图2. 各层级功能3. 机房网络常见问题及解决方案 二、交换技术1. 交换技术基础2. 交换技术分类3. 广播域相关概念4. ARP 协议5. 三层交换机6. VLAN（虚拟局域网） 三、路由技术1. 路由器端口类型及功能2. 路由器功能3. 路由…...
黑马商城-微服务笔记
认识微服务 单体架构 微服务架构 微服务拆分 服务拆分原则 什么时候拆分？ ●创业型项目：先采用单体架构，快速开发，快速试错。随着规模扩大，逐 渐拆分。 ●确定的大型项目：资金充足，目标明确&a…...
XCZU19EG-2FFVC1760I Xilinx赛灵思FPGA Zynq UltraScale+MPSoC
XCZU19EG-2FFVC1760I 属于 Zynq UltraScaleMPSoC EG（Enhanced General）系列，采用 20nm FinFET 工艺制造，该型号的速度等级为 -2（0.85V VCCINT）、工业级温度（-40℃ 至 100℃）…...
第六章 QT基础：3、QT的打包和部署
问题一：什么是打包和部署？ 打包和部署是将开发完成的程序分发给用户并使其能够在目标环境中运行的两个重要步骤。 打包：指的是将开发完成的程序及其依赖的所有资源（如图标、配置文件、动态链接库、字体等）打包成一个可…...
【测试报告】幸运闪烁抽奖系统（Java+Selenium+Jmeter自动化测试）
一、项目背景 幸运闪烁抽奖系统 是一款基于 Spring Boot 实现的前后端分离式的网络抽奖系统，操作便捷，安全可靠。有管理员和普通用户两个角色，支持管理员创建普通用户、新建活动奖品、创建抽奖活动、进行抽奖、通过短信/邮箱通知中奖用户等功…...
块压缩与图片压缩优缺点对比
块压缩与图片压缩优缺点对比 块压缩（Block Compression） ✅ 优点 硬件加速支持 直接被GPU读取，无需CPU解压显著降低内存带宽消耗（适合移动设备） 随机访问特性 44/88像素块独立压缩支持直接定位读取特定纹理区域 固…...
C++算法（14）：K路归并的最优解法
问题描述 给定K个按升序排列的数组，要求将它们合并为一个大的有序数组。例如，输入数组[[1,3,5], [2,4,6], [0,7]]，合并后的结果应为[0,1,2,3,4,5,6,7]。 解决方案 思路分析 合并多个有序数组的高效方法是利用最小堆（优先队列&…...
2025.04.23【Treemap】树状图数据可视化指南
Multi-level treemap How to build a treemap with group and subgroups. Customization Customize treemap labels, borders, color palette and more 文章目录 Multi-level treemapCustomization Treemap 数据可视化指南Treemap 的基本概念为什么使用 TreemapTreemap 的应用…...
2025新一代人工智能技术发展及其应用
新一代人工智能技术发展及其应用 一、人工智能概述（一）定义（二）动力（三）发展脉络 二、新一代人工智能技术（一）大语言模型（二）自然语言处理（三&…...
vue3中slot（插槽）的详细使用
在 Vue 3 中，slot（插槽）是一种强大的组件内容分发机制，它允许父组件向子组件传递内容，从而使组件的使用更加灵活。以下是关于 Vue 3 中 slot 的详细介绍 一、默认插槽 这是最基本的插槽形式。子组件中使用定义一个插…...
大模型面经 | 春招、秋招算法面试常考八股文附答案（五）
大家好，我是皮先生！！ 今天给大家分享一些关于大模型面试常见的面试题，希望对大家的面试有所帮助。 往期回顾： 大模型面经 | 春招、秋招算法面试常考八股文附答案（RAG专题一） 大模型面经 | 春招、秋招算法面试常考八股文附答案（RAG专题二） 大模型面经 | 春招、秋招算法…...
【PCB工艺】推挽电路及交越失真
推挽电路（Push-Pull Circuit） 推挽电路（Push-Pull Circuit） 是一种常用于功率放大、电机驱动、音频放大等场合的电路结构，具有输出对称、效率高、失真小等优点。 什么是推挽电路？ 推挽是指：由两种极性相反的器件（如 NPN 和 PNP、NMOS 和 PMOS）交替导通，一个“推”电…...
接口访问数据库报错问题记录
报错信息： java.sql.SQLException: Access denied for user rootXXX.XX.XX.XX (using password: YES) 解决方法： -- 授予 root 用户从 XXX.XX.XX.XX 访问所有数据库的权限 GRANT ALL PRIVILEGES ON *.* TO 数据库用户XX.XX.XX.XXX IDENTIFIED BY 数…...
神经网络相关内容
划分数据集以及模型定义 def data_split(datax, datay, val_size 0.1, test_size 0.05):输入：datax datay 输出：trainx, valx, testx, trainy, valy, testy, 分别按比例得到训练集、验证集、测试集# 构建数据集pos_test int(len(datax) * (1 - test_…...
python项目实战-后端个人博客系统
本文分享一个基于 Flask 框架开发的个人博客系统后端项目，涵盖用户注册登录、文章发布、分类管理、评论功能等核心模块。适合初学者学习和中小型博客系统开发。 一、项目结构 blog │ app.py │ forms.py │ models.py │ ├───instance │ blog.d…...
谷歌搜索索引编译中的重定向错误解决方案
谷歌搜索索引编译中的重定向错误解决方案 在处理谷歌搜索引擎优化（SEO）过程中遇到的重定向错误问题时，了解其根本原因并采取适当措施至关重要。以下是针对常见重定向错误及其解决方案的具体分析： 1. 滥用301和302重定向 滥用永…...
OpenCV 中的角点检测方法详解
文章目录 引言1. Harris角点检测原理1.1 什么是角点？1.2 Harris算法的核心思想1.3 角点、边缘和平坦区域的区分 2. OpenCV实现Harris角点检测3. 总结 引言 在计算机视觉和图像处理中，特征点检测（Feature Detection）是一个关键任务…...
【开源】STM32HAL库驱动ST7789_240×240（硬件SPI+软件SPI）
项目开源链接 github主页https://github.com/snqx-lqh本项目github地址https://github.com/snqx-lqh/STM32F103C8T6HalDemo作者 VXQinghua-Li7 📖 欢迎交流 如果开源的代码对你有帮助，希望可以帮我点个赞👍和收藏 项目说明 最近调试了一款1…...
区块链技术在物联网中的应用：构建可信的智能世界
在当今数字化时代，物联网（IoT）和区块链技术正成为推动科技发展的两大重要力量。物联网通过连接设备实现数据的共享和交互，而区块链则以其去中心化、不可篡改的特性，为物联网的安全性和可信度提供了强大的保障。本文将探…...
uniapp实现app自动更新
uniapp实现app自动更新： 实现步骤： 需要从后端读取最新版本的相关信息前端用户进入首页的时候，需要判断当前版本与后端返回来的版本是否一致，不一致且后端版本大于当前版本的话，就需要提示用户是否需要更新ÿ…...
智能滚动抽奖--测试报告
目录 一、项目背景 二、项目功能 三、测试计划 一）单元集成测试： 二）功能测试： 三）自动化测试： 四）存在问题 五）测试结果评估 四、总结 一、项目背景 1.随着数字营销的兴起&…...
天梯-这是字符串题
隐式转换 隐式转换是指编译器在没有显式提示的情况下，自动将一种数据类型转换为另一种数据类型。这种转换是语言规范允许的，并且通常是为了让代码更简洁、更自然。隐式转换的类型字符类型（ char ）可以隐式转换为其对应的ASCII码值…...
第六章 QT基础：4、QT的TCP网络编程
一、TCP 通信原理简介 TCP（Transmission Control Protocol）是一种面向连接的可靠通信协议，主要特性如下： [!NOTE] 三次握手建立连接 可靠传输：顺序、无丢包 面向流：数据无结构边界 适用场景：…...
Windows 各版本查找计算机 IP 地址指南
IP 地址是互联网协议地址 (Internet Protocol Address) 的缩写，它是分配给连接到使用互联网协议进行通信的网络的每个设备的数字标签，用于在网络中唯一标识该设备。查找您计算机的 IP 地址对于网络故障排除、配置网络设置、远程访问以及进行其他网络相关…...
程序员思维体操：TDD修炼手册
程序员思维体操：TDD修炼手册 ——从"先写代码"到"测试先行"的认知革命 一、重新认识TDD：不仅仅是写测试 什么是TDD（测试驱动开发） TDD其实很简单，不要看名字很高级复杂，传统开发是直…...
Java 实现SpringContextUtils工具类，手动获取Bean
SpringContextUtils 工具类实现 下面是一个完整的 Spring 上下文工具类实现，用于从 Spring 容器中获取 Bean。这个工具类考虑了线程安全、性能优化和易用性，并提供了多种获取 Bean 的方式。 完整实现代码 import org.springframework.beans.BeansExce…...
动态规划（一）【背包】
目录 01背包问题滚动数组优化（二维-->一维） 完全背包问题优化 多重背包二进制优化 感悟 动态规划 总而言之，就是利用 历史记录， 避免重复计算。 1.确定状态变量（函数） 2.确定状态转移方程 3.确定边界条…...
实验二 多线程编程实验
一、实验目的 1、掌握线程的概念，明确线程和进程的区别。 2、学习Linux下线程创建方法及编程。 3、了解线程的应用特点。 4、掌握用锁机制访问临界区实现互斥的方法。 5、掌握用信号量访问临界区实现互斥的方法。 6、掌握线程下用信号量实现同步操作的方法。 …...
密码学（1）LWE,RLWE,MLWE的区别和联系
一、定义与基本概念 LWE（Learning With Errors）： 定义：LWE问题是在给定一个矩阵A和一个向量b^Axe（其中e是一个固定数值范围内随机采集的随机噪音向量）的情况下，求解未知的向量x。本质࿱…...
数据结构-链表
目录 一、链表的基本概念单链表定义双链表定义 二、链表的基本操作1. 创建链表2. 遍历链表3. 插入节点4. 删除节点5. 反转链表 三、链表的实际应用1. 操作系统中的内存管理2. 文件系统中的目录结构3. 浏览器历史记录 四、链表的优缺点优点缺点 五、总结 一、链表的基本概念 链…...
go中redis使用的简单介绍
目录 一、Redis 简介 二、Go中Redis的使用 1. 安装Go Redis包 2. 单机模式 连接示例 3. 哨兵模式 依赖 连接示例 三、Redis集群 1. 集群模式 集群部署 部署结构 使用redis-cli创建集群 连接示例 四、常用数据结构与操作 1. 字符串（String࿰…...
使用 JUnit 4在 Spring 中进行单元测试的完整步骤
以下是使用 JUnit 4 在 Spring 中进行单元测试的完整步骤，包含配置、核心注解、测试场景及代码示例： 1. 添加依赖 在 pom.xml 中引入必要的测试依赖（以 Spring 4/5 JUnit 4 为例）： <!-- JUnit 4 --> <depe…...
第七节：进阶特性高频题-Vue3的ref与reactive选择策略
ref：基本类型（自动装箱为{ value: … }对象） reactive：对象/数组（直接解构会丢失响应性，需用toRefs） 一、核心差异对比 维度refreactive适用类型基本类型（string/number/boolean&a…...
Redis 详解：安装、数据类型、事务、配置、持久化、订阅/发布、主从复制、哨兵机制、缓存
目录 Redis 安装与数据类型 安装指南 Windows Linux 性能测试 基本知识 数据类型 String List（双向列表） Set（集合） Hash（哈希） Zset（有序集合） 高级功能 地理位置&am…...
第十篇：系统分析师第三遍——7、8章
目录 一、目标二、计划三、完成情况四、意外之喜(最少2点)1.计划内的明确认知和思想的提升标志2.计划外的具体事情提升内容和标志 五、总结 一、目标 通过参加考试，训练学习能力，而非单纯以拿证为目的。 1.在复习过程中，训练快速阅读能力、掌…...
从 Vue 到 React：React.memo + useCallback 组合技
目录 一、Vue 与 React 的组件更新机制对比二、React.memo 是什么？三、常见坑：为什么我用了 React.memo 还是会重新渲染？四、解决方案：useMemo / useCallback 缓存引用五、Vue 3 中有类似的性能控制需求吗？六、组合优化…...
1656打印路径-Floyd/图论-链表/数据结构
蓝桥账户中心 1.税收： “城市的税收”：所以是中介点的税收，经过该点后加上 2.路径： 用数组存储前驱节点从而串成链表 pre[ i ][ j ]代表的是从 i 到 j 的最短路径上 j 的前驱节点是什么 那么便可以pre[ i ][ j ]k 把k加入pa…...
Linux网络编程 从集线器到交换机的网络通信全流程——基于Packet Tracer的深度实验
这里我们先下载一个软件：Packet Tracer 用来搭建网络拓扑图的，是模拟和查看数据在网络中传输的详细过程的 在软件这里可以添加设备 知识点1【集线器】（Hub） 1、先配置一下主机的IP 这里我们设置IP一定要在同一个网段ÿ…...
深入学习Axios：现代前端HTTP请求利器
文章目录 深入学习Axios：现代前端HTTP请求利器一、Axios简介与安装什么是Axios？安装Axios 二、Axios基础使用发起GET请求发起POST请求并发请求 三、Axios高级特性创建Axios实例配置默认值拦截器取消请求 四、Axios与TypeScript五、最佳实践1. 封装Axios2…...
FANUC机器人GI与GO位置数据传输设置
FANUC机器人GI与GO位置数据传输设置（整数小数分开发） 一、概述 在 Fanuc 机器人应用中，如果 IO 点位足够，可以利用机器人 IO 传输位置数据及偏移位置数据等。 二、操作步骤 1、确认通讯软件安装 首先确认机器人控制柜已经安装…...