单例设计模式
单例设计模式(Singleton Design Pattern)是一种创建型设计模式,确保一个类只有一个实例,并提供一个全局访问点来访问该实例。单例模式在许多场景中非常有用,例如数据库连接池、配置管理器、日志记录等。以下是单例模式的常见实现方法,包括懒汉式、饿汉式和双重检查锁定。
懒汉式单例(Lazy Initialization)
懒汉式单例在第一次调用 getInstance 方法时创建实例。这种方式是线程不安全的,除非使用同步。
public class Singleton {
private static Singleton instance;
// 私有构造函数,防止外部实例化
private Singleton() {}
// 获取实例的方法
public static Singleton getInstance() {
if (instance == null) {
instance = new Singleton();
}
return instance;
}
}
线程安全的懒汉式单例
通过在 getInstance 方法上添加同步,可以使懒汉式单例线程安全,但会降低性能。
public class Singleton {
private static Singleton instance;
private Singleton() {}
public static synchronized Singleton getInstance() {
if (instance == null) {
instance = new Singleton();
}
return instance;
}
}
饿汉式单例(Eager Initialization)
饿汉式单例在类加载时就创建实例。这种方式是线程安全的,因为 JVM 在加载类时会保证线程安全。
public class Singleton {
// 在类加载时创建实例
private static final Singleton instance = new Singleton();
private Singleton() {}
public static Singleton getInstance() {
return instance;
}
}
双重检查锁定(Double-Checked Locking)
双重检查锁定结合了懒汉式和饿汉式的优点,通过减少同步的开销实现线程安全的懒加载。
public class Singleton {
private static volatile Singleton instance;
private Singleton() {}
public static Singleton getInstance() {
if (instance == null) { // 第一次检查
synchronized (Singleton.class) {
if (instance == null) { // 第二次检查
instance = new Singleton();
}
}
}
return instance;
}
}
静态内部类(Bill Pugh Singleton)
这种方式利用类加载机制实现懒加载和线程安全。静态内部类在类加载时不会立即实例化,只有在调用 getInstance 方法时才会加载。
public class Singleton {
private Singleton() {}
private static class SingletonHelper {
private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
}
public static Singleton getInstance() {
return SingletonHelper.INSTANCE;
}
}
枚举单例(Enum Singleton)
枚举单例是实现单例模式的最佳方式之一,因为它不仅实现了线程安全,还防止了反序列化和反射攻击。
public enum Singleton {
INSTANCE;
public void doSomething() {
// 业务逻辑
}
}
总结
懒汉式单例:延迟加载,但默认情况下线程不安全。
饿汉式单例:在类加载时即创建实例,线程安全但无延迟加载。
双重检查锁定:结合懒汉式和饿汉式优点,线程安全且高效。
静态内部类:利用类加载机制实现懒加载和线程安全。
枚举单例:实现最简单且最安全的单例模式。
原文地址:https://blog.csdn.net/m0_73603082/article/details/140674300
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