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Java 设计模式 - 单例模式 - 保证类只有一个实例

news 2025/8/8 9:09:49

单例模式 - 保证类只有一个实例

- 为什么使用单例模式？
- 单例模式的实现方式
- - 1. 饿汉式（Eager Initialization）
  - 2. 懒汉式（Lazy Initialization）
  - 3. 双重检查锁（Double-Checked Locking）
  - 4. 静态内部类（Static Inner Class）
- 线程安全考虑
- 总结

单例模式是一种创建型设计模式，它确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点来获取该实例。在某些情况下，我们需要确保一个类的实例在整个应用程序中是唯一的，这时候单例模式就非常有用。在本篇博客中，我们将详细探讨单例模式的概念、实现方式以及如何在Java中创建一个线程安全的单例。

为什么使用单例模式？

单例模式的主要目的是避免在应用程序中创建多个实例，从而节省资源并确保类的实例唯一性。它可以用于以下场景：

全局配置类：某些类的实例在整个应用程序中保持一致，如数据库连接池、日志配置等。
资源共享：当多个对象需要共享一份资源时，通过单例模式可以确保资源只有一个实例，避免资源浪费和冲突。
频繁使用的对象：某些对象频繁被使用，重复创建实例会带来不必要的开销，使用单例模式可以避免这种情况。

单例模式的实现方式

在Java中，单例模式的实现有多种方式，我们将介绍以下几种常见的实现方式：

1. 饿汉式（Eager Initialization）

这种方式在类加载时就创建了唯一的实例，由于是在类加载时创建的，因此线程安全。

public class EagerSingleton {private static final EagerSingleton instance = new EagerSingleton();private EagerSingleton() {// 私有构造方法，防止外部实例化}public static EagerSingleton getInstance() {return instance;}
}

2. 懒汉式（Lazy Initialization）

这种方式在第一次获取实例时才会创建，避免了类加载时的资源浪费。需要注意的是，懒汉式在多线程环境下需要考虑线程安全问题。

public class LazySingleton {private static LazySingleton instance;private LazySingleton() {// 私有构造方法，防止外部实例化}public static synchronized LazySingleton getInstance() {if (instance == null) {instance = new LazySingleton();}return instance;}
}

3. 双重检查锁（Double-Checked Locking）

这种方式结合了懒汉式和饿汉式的优点，实现了延迟加载和线程安全。

public class DoubleCheckedSingleton {private static volatile DoubleCheckedSingleton instance;private DoubleCheckedSingleton() {// 私有构造方法，防止外部实例化}public static DoubleCheckedSingleton getInstance() {if (instance == null) {synchronized (DoubleCheckedSingleton.class) {if (instance == null) {instance = new DoubleCheckedSingleton();}}}return instance;}
}

4. 静态内部类（Static Inner Class）

这种方式利用了Java类加载的特性，在静态内部类被加载时才会创建实例，从而实现延迟加载和线程安全。

public class StaticInnerClassSingleton {private StaticInnerClassSingleton() {// 私有构造方法，防止外部实例化}private static class SingletonHolder {private static final StaticInnerClassSingleton instance = new StaticInnerClassSingleton();}public static StaticInnerClassSingleton getInstance() {return SingletonHolder.instance;}
}