面试题：Java中Singleton设计模式的反模式应用

可能产生反模式的场景及问题

场景：在大型应用中，频繁创建和销毁对象可能被错误地使用Singleton模式。
- 问题 - 内存泄漏：如果Singleton持有对大型资源（如数据库连接、文件句柄等）的引用，且这些资源在应用不再需要时没有正确释放，由于Singleton实例不会被垃圾回收（因为它始终有引用），就会导致内存泄漏。例如，一个Singleton对象持有一个数据库连接对象，应用结束时连接未关闭，且Singleton一直存在，该数据库连接占用的资源无法释放。
场景：在多线程环境下，未正确实现线程安全的Singleton。
- 问题 - 多线程问题：如果多个线程同时访问创建Singleton实例的代码，可能会创建多个实例，破坏单例模式的唯一性。例如，使用简单的双重检查锁定（DCL）实现单例时，如果没有正确使用volatile关键字，在多线程环境下可能会出现多个实例。
场景：在依赖注入（DI）场景中，强行使用Singleton。
- 问题 - 可测试性降低：在进行单元测试时，由于Singleton的唯一性，很难为测试创建不同的实例来模拟不同的行为。例如，测试一个依赖于Singleton对象的类时，无法轻松地替换Singleton对象为模拟对象以隔离测试。

优化方案

针对内存泄漏：
- 在Singleton的析构方法（在Java中可使用finalize()方法，但不推荐，更好的是显式提供释放资源的方法）或应用关闭时，确保释放所有持有的资源。例如，在持有数据库连接的Singleton中，提供一个closeConnection()方法，在应用关闭逻辑中调用。
针对多线程问题：
- 饿汉式单例：在类加载时就创建实例，保证线程安全。

public class EagerSingleton {
    private static final EagerSingleton instance = new EagerSingleton();
    private EagerSingleton() {}
    public static EagerSingleton getInstance() {
        return instance;
    }
}

懒汉式单例（线程安全）：使用static内部类实现延迟加载且线程安全。

public class LazySingleton {
    private LazySingleton() {}
    private static class SingletonHolder {
        private static final LazySingleton INSTANCE = new LazySingleton();
    }
    public static LazySingleton getInstance() {
        return SingletonHolder.INSTANCE;
    }
}

针对可测试性降低：
- 使用依赖注入框架（如Spring），将Singleton作为普通的Bean进行管理。这样在测试时，可以通过框架轻松替换为模拟对象。例如，在Spring中，可以将Singleton定义为@Component，在测试类中使用@MockBean来替换真实的Singleton对象。

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面试题：Java中Singleton设计模式的反模式应用

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面试题答案

可能产生反模式的场景及问题

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