设计文档：Java设计模式之单例模式的实现
问题描述
在某个Java项目中，需要设计一个类，该类只能有一个实例，并且该实例在整个项目中可以被全局访问。这个类可以用来存储一些全局的配置信息，以及提供一些全局的方法供其他类使用。为了满足这个需求，我们可以使用单例模式来实现。
单例模式简介
单例模式是一种创建型设计模式，用于确保类只有一个实例，并且提供一个全局访问点。单例模式通常有两种常见的实现方式：饿汉式和懒汉式。
- 饿汉式：在类加载时就创建实例，因此在整个程序运行期间只会有一个实例存在。线程安全，但可能会导致性能问题。
- 懒汉式：在第一次被使用时才创建实例，可以避免性能问题，但需要考虑线程安全的问题。
设计方案
根据问题描述，我们需要设计一个类，该类只能有一个实例，并且可以被全局访问。我们选择使用懒汉式来实现单例模式。
UML序列图
下面是使用mermaid语法标识的UML序列图，展示了单例模式的创建过程。
sequenceDiagram
participant Client
participant Singleton
Client->>Singleton: getInstance()
Singleton-->>Client: getInstance()返回实例
Java代码实现
下面是我们设计的单例模式的Java代码实现：
public class Singleton {
private static Singleton instance;
private Singleton() {
// 私有构造方法，防止外部实例化
}
public static synchronized Singleton getInstance() {
if (instance == null) {
instance = new Singleton();
}
return instance;
}
public void doSomething() {
// 单例类的具体方法
}
}
上述代码中，我们将构造方法声明为私有的，这样外部无法直接实例化该类。getInstance()方法通过判断instance是否为null来实现懒汉式的延迟加载，并且使用synchronized关键字保证了线程安全。
使用示例
下面是一个使用示例，展示了如何在项目中使用该单例类：
public class Client {
public static void main(String[] args) {
Singleton singleton = Singleton.getInstance();
singleton.doSomething();
}
}
总结
本文介绍了如何使用Java设计模式中的单例模式来解决一个具体的问题。通过设计一个只能有一个实例的类，我们可以实现全局访问和全局方法的需求。选择懒汉式实现单例模式可以避免性能问题，并使用synchronized关键字保证线程安全。通过示例代码，展示了如何在项目中使用该单例类。希望本文能够帮助读者理解和应用单例模式。
