【地铁上的设计模式】--创建型模式：单例模式（四）--静态内部类单例

什么是静态内部类单例

静态内部类单例是一种单例模式的实现方式，它使用一个私有的静态内部类来持有单例对象，从而保证单例对象的唯一性。静态内部类只有在被调用时才会被加载，同时创建唯一的单例对象。由于静态内部类只会被加载一次，因此它也具有懒加载的能力。静态内部类单例既保证了线程安全，又具有较好的性能表现，是一种比较优秀的单例模式实现方式。

如何实现静态内部类单例

实现静态内部类单例的步骤如下：

1. 创建一个外部类，构造方法为私有，防止外部类直接实例化。
2. 在外部类中定义一个静态内部类，内部类中定义一个静态常量的外部类实例，外部类的实例化在内部类加载时完成。
3. 在外部类中提供一个静态方法，返回静态内部类中的外部类实例。
4. 外部类的实例化过程是在内部类加载时完成的，所以不会出现线程安全问题。
5. 使用静态内部类单例模式的优点是既能够实现延迟加载，又能够保证线程安全，且实现简单。

Java实现

public class Singleton {
    private Singleton() {}

    private static class SingletonHolder {
        private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
    }

    public static Singleton getInstance() {
        return SingletonHolder.INSTANCE;
    }
}

在上面的代码中，外部类Singleton定义了一个私有的构造函数，保证该类不能在外部被实例化。内部类SingletonHolder持有一个静态变量INSTANCE，并在静态初始化块中初始化该变量。外部类提供一个公共的静态方法getInstance()，该方法返回SingletonHolder中的静态变量INSTANCE，从而获取单例对象。这样，在调用getInstance()方法时，才会加载SingletonHolder类，从而完成单例对象的初始化。由于静态内部类只会被加载一次，所以该实现方式具有较好的线程安全性和性能表现。

C#实现 在C#中，静态内部类单例的实现方式与Java类似，只需要将内部类定义为私有嵌套类即可。具体实现方式可参考下面的示例代码：

public sealed class Singleton
{
    private Singleton() { }

    private class SingletonHolder
    {
        internal static readonly Singleton instance = new Singleton();
    }

    public static Singleton Instance
    {
        get { return SingletonHolder.instance; }
    }
}

在上面的代码中，SingletonHolder类定义为私有嵌套类，Singleton类提供一个公共的静态属性Instance来获取单例对象。静态变量instance在静态初始化块中被初始化，保证了单例对象的唯一性和线程安全性。

总结

静态内部类单例模式能够实现延迟加载、线程安全和高效访问，且实现简单，是单例模式中最优秀的一种实现方式。其缺点是不能够通过反射来创建新的实例，需要特殊处理。