23种设计模式-创建型模式之单例模式（Java版本）

Java 单例模式（Singleton Pattern）详解

什么是单例模式？

单例模式确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点来访问它。

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使用场景

• 配置管理类（如读取配置文件）
• 日志工具类（如 Log4j 的 Logger）
• 数据库连接池
• 缓存管理
• 线程池

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✅ 实现方式（Java）

方式一：饿汉式（类加载时就实例化）

public class Singleton {
    private static final Singleton instance = new Singleton();

    private Singleton() {}

    public static Singleton getInstance() {
        return instance;
    }
}

• 优点：简单、线程安全
• 缺点：类加载时就创建实例，可能浪费资源

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方式二：懒汉式（线程不安全）

public class Singleton {
    private static Singleton instance;

    private Singleton() {}

    public static Singleton getInstance() {
        if (instance == null) {
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    }
}

• 缺点：多线程环境会创建多个实例

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方式三：懒汉式 + synchronized（线程安全）

public class Singleton {
    private static Singleton instance;

    private Singleton() {}

    public static synchronized Singleton getInstance() {
        if (instance == null) {
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    }
}

• 缺点：加锁影响性能

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方式四：双重检查锁（DCL）

public class Singleton {
    private static volatile Singleton instance;

    private Singleton() {}

    public static Singleton getInstance() {
        if (instance == null) {
            synchronized (Singleton.class) {
                if (instance == null) {
                    instance = new Singleton();
                }
            }
        }
        return instance;
    }
}

• 优点：懒加载 + 线程安全 + 性能较好
• volatile 防止指令重排

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方式五：静态内部类

public class Singleton {

    private Singleton() {}

    private static class Holder {
        private static final Singleton instance = new Singleton();
    }

    public static Singleton getInstance() {
        return Holder.instance;
    }
}

• 优点：利用 JVM 机制，线程安全 + 懒加载 + 高性能

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方式六：枚举实现（最推荐）

public enum Singleton {
    INSTANCE;

    public void doSomething() {
        System.out.println("Doing something...");
    }
}

• 优点：防反射、防反序列化、天然线程安全
• 缺点：不能延迟加载

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防止反射与反序列化破坏单例

防反射

private Singleton() {
    if (instance != null) {
        throw new RuntimeException("反射破坏单例！");
    }
}

防反序列化

private Object readResolve() {
    return instance;
}

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各方式对比

实现方式	是否懒加载	是否线程安全	推荐度
饿汉式	否	是	★★
懒汉式	是	否	★
synchronized	是	是	★★
DCL	是	是	★★★★
静态内部类	是	是	★★★★★
枚举	否	是	★★★★★（最安全）