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详细讲解什么是单例模式

news 2025/8/25 7:35:44

当谈到单例模式时，我们指的是一种设计模式，它确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点来访问该实例。这种模式在软件开发中很常见，特别是需要控制资源访问、配置管理、日志记录器等情况下。

让我们用一个简单的例子来解释单例模式：

假设有一个名为 Logger 的日志记录器类，我们希望确保系统中只有一个日志记录器实例，以便在整个应用程序中记录日志。

public class Logger {// 声明一个私有静态变量来保存单例实例private static Logger instance;// 私有构造函数，防止外部直接实例化该类private Logger() {// 这里可以进行初始化操作}// 公共静态方法来获取单例实例public static Logger getInstance() {// 如果实例不存在，则创建一个新实例if (instance == null) {instance = new Logger();}// 返回单例实例return instance;}public void log(String message) {// 记录日志的具体逻辑System.out.println(message);}
}

现在，让我们来理解上述代码：

私有静态变量 instance： 这是用来保存单例实例的变量。它被声明为私有，因此其他类无法直接访问它。
私有构造函数： 构造函数被声明为私有，这意味着其他类无法通过 new 关键字直接实例化 Logger 类。
getInstance() 方法： 这是获取 Logger 实例的静态方法。它首先检查实例是否已经存在，如果不存在，则创建一个新的实例并将其返回。如果实例已经存在，则直接返回现有的实例。

使用单例模式的示例代码如下：

public class Main {public static void main(String[] args) {// 获取 Logger 实例Logger logger1 = Logger.getInstance();Logger logger2 = Logger.getInstance();// 验证 logger1 和 logger2 是否是同一个实例System.out.println(logger1 == logger2); // 这里应该打印 true// 使用日志记录器记录信息logger1.log("This is a log message.");logger2.log("Another log message.");}
}

在这个例子中，Logger 类只有一个实例，并且通过 getInstance() 方法进行访问。当我们尝试使用两个不同的变量 logger1 和 logger2 获取实例时，实际上它们都引用了相同的实例，因此打印结果为 true。这确保了系统中只有一个 Logger 实例，并且任何地方使用日志记录器都在操作同一个实例。

实际上，上面的例子展示的是最基本的单例模式，它是一种简单的懒汉式实现。懒汉式指的是在首次被调用时才创建实例。在这个例子中，当调用 getInstance() 方法时，会检查实例是否已经存在，如果不存在则创建一个新实例，否则返回现有实例。

另一种常见的单例模式是饿汉式单例模式。饿汉式指的是在类加载时就创建实例，而不是在首次被调用时才创建。让我们来看一下饿汉式单例模式：

public class EagerSingleton {// 在类加载时就创建实例并进行初始化private static final EagerSingleton instance = new EagerSingleton();// 私有构造函数，防止外部直接实例化该类private EagerSingleton() {// 这里可以进行初始化操作}// 公共静态方法来获取单例实例public static EagerSingleton getInstance() {return instance;}public void someBusinessLogic() {// 进行一些业务逻辑操作}
}

在这个例子中：