五种单件模式之Singleton的实现方法详解

什么是单例模式？

单例模式是一种常用的设计模式之一，它的目的在于保证一个类仅有一个实例，并提供一个访问该实例的全局访问点。

Singleton模式的实现方法

方法一：懒汉式

在第一次调用getInstance()方法时，才会创建实例进行初始化。

示例代码：

class Singleton {
    private static Singleton instance;

    private Singleton() {}

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

优点：单例对象的创建是在需要的时候进行的，实现了“延迟加载”，节约了系统资源。

缺点：线程不安全，在多线程的情况下，可能会创建多个实例。

方法二：饿汉式

在类加载时就创建了实例，但是getInstance()方法仍然需要访问全局实例变量。

示例代码：

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

    private Singleton() {}

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

优点：线程安全。在多线程的情况下，不会出现创建多个实例的问题。

缺点：无论是否需要使用到该实例，都会在类加载时创建实例，有可能会造成一定的资源浪费。

方法三：双重检查锁式

在方法一的基础上进行改进，增加了synchronized锁。

示例代码：

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：线程安全。在多线程的情况下，不会出现创建多个实例的问题。

缺点：synchronized锁降低了系统的并发性能，同时也增加了系统的复杂度。

方法四：静态内部类式

使用静态内部类来实现单例模式，当第一次加载内部类时才会创建实例。

示例代码：

class Singleton {
    private static class SingletonHolder {
        private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
    }

    private Singleton() {}

    public static Singleton getInstance() {
        return SingletonHolder.INSTANCE;
    }
}

优点：线程安全，实现了“延迟加载”，节约了系统资源。

缺点：无

方法五：枚举式

Java 5之后，增加了枚举类型。枚举类型本身就是单例模式，所以在需要使用单例时，可以直接使用枚举。

示例代码：

enum Singleton {
    INSTANCE;

    public void doSomething() {
        // do something
    }
}

优点：线程安全，防止反射和序列化的单例破坏。

缺点：无

总结

单例模式是一种常用的设计模式，可以保证系统中某个类仅有一个实例，并提供一个全局访问点，并且可以通过不同的实现方式满足不同的需求。例如，如果需要实现“延迟加载”功能，可以使用懒汉式、静态内部类式等方式。

示例1：使用饿汉式创建线程安全的单例对象。

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

    private Singleton() {}

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

// 使用方法
Singleton singleton = Singleton.getInstance();

示例2：使用双重检查锁式创建线程安全的单例对象。

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;
    }
}

// 使用方法
Singleton singleton = Singleton.getInstance();