должно ли соединение db быть одноэлементным?

Соединение с БД обычно не должно быть синглтоном.

Две причины:

1. многие драйверы БД не являются потокобезопасными. Использование синглтона означает, что если у вас много потоков, все они будут использовать одно и то же соединение. Шаблон singleton не обеспечивает безопасности потоков. Это просто позволяет многим потокам легко совместно использовать «глобальный» экземпляр.
2. Лично я считаю, что Синглтон часто приводит к плохому дизайну: см. Этот пост (кто-то другой) http://tech.puredanger.com/2007/07/03/pattern-hate-singleton/

Вместо этого рассмотрите пул базы данных. Пул является общим (и при желании может быть синглтоном). Когда вам нужно работать с базой данных, ваш код делает следующее:

getConnectioFromPool();

doWork()
closeConnection() // releases back to pool

Примеры библиотек пулов:

• http://commons.apache.org/dbcp/
• http://jolbox.com/

Лучшим способом создания синглтона (на сегодняшний день) является шаблон синглтона enum (Java enum singleton)

Я сомневаюсь, что синглтон необходим или имеет какую-либо ценность для соединения с базой данных. Вероятно, вам нужно какое-то ленивое создание: соединение создается по первому запросу и кешируется, дальнейшие запросы будут заполнены кешированным экземпляром:

public ConnectionProvider {
  private Connection conn;

  public static Connection getConnection() {
    if (conn == null || conn.isClosed()) {
      conn = magicallyCreateNewConnection();
    }
    return conn;
  }
}

(не потокобезопасный - при необходимости синхронизируйте)

Как лучше всего в Java создать синглтон?

Следуйте инструкциям по созданию шаблонов проектирования. т.е. частный конструктор и т. д.

Должно ли соединение с БД быть одноэлементным (будучи одноэлементным, оно автоматически потокобезопасно)?

Создание соединения с БД как одноэлементного может быть плохим выбором во многих сценариях. Используйте его только в том случае, если уверены, что параллелизм БД вам не нужен. Если у вас есть несколько пользователей, вошедших в систему одновременно, или даже если ваш единственный пользователь порождает множество потоков, которым необходим доступ к БД, то пул подключений к БД - лучший выбор. Вы можете использовать пулы соединений apache или tomcat db. Эти классы определены, например, в пакете

org.apache.commons.dbcp.*;

org.apache.tomcat.dbcp.dbcp.*;

где dbcp означает пул соединений с базой данных.

Самая большая причина использования пула соединений заключается в том, что в среднем время, необходимое для доступа к БД (DML и т. Д.), Намного меньше, чем время, необходимое для создания соединения, а затем его закрытия. Кроме того, не забудьте закрыть переменные ResultSet, PreparedStatement и Connection после завершения транзакции.

Поскольку теоретически БД не может быть доступна для многих пользователей одновременно.

Почему нет? БД в большинстве случаев предполагается использовать одновременно. У вас есть эти уровни изоляции БД - READ_COMMITTED, READ_UNCOMMITTED, SERIALIZED и т. Д. SERIALIZED - это случай, когда ваша БД становится доступной для одного пользователя.

Синглтоны - это шаблон - нет явного способа создать его, вы просто следуете практике проектирования.

Итак, если вы используете базу данных, которая может обрабатывать одновременные операции чтения / записи (например, MySQL), вам не нужно так сильно беспокоиться о безопасности потоков. Если вы используете БД, которая плохо выполняет параллельную запись (SQLite), то теоретически должен работать синглтон.