Java中单例模式的七种写法示例

什么是单例模式？

单例模式是一种创建型设计模式，它保证某个类在应用程序中只有一个对象实例存在。

在应用程序中，有些实例对象需要全局唯一，比如数据库连接实例、日志记录实例等，此时就可以使用单例模式来确保只创建一个对象实例，以达到节约系统资源的目的。

单例模式的七种实现方式

1. 饿汉式单例模式

public class Singleton1{
    private static Singleton1 instance = new Singleton1();
    private Singleton1(){}

    public static Singleton1 getInstance() {
        return instance;
    }
}

在类加载时，就创建了静态的实例对象，保障了在多线程环境下也能保证唯一的实例对象。

此方式的缺点是：在应用程序启动时，就创建了实例对象，占用了一部分JVM内存，如果这个对象无法在应用程序启动后被调用，就浪费了系统资源，且不能实现懒加载，需要时间和空间上的代价。

2. 懒汉式单例模式（线程不安全）

public class Singleton2{
    private static Singleton2 instance;
    private Singleton2(){}

    public static Singleton2 getInstance() {
        if(instance == null) {
            instance = new Singleton2();
        }
        return instance;
    }
}

此方式是懒汉式的单例模式，只有在调用该方法时才会创建并返回实例对象，但是，在多线程环境下，可能会出现多个实例对象的情况。

3. 懒汉式单例模式（线程安全，效率低）

public class Singleton3{
    private static Singleton3 instance;
    private Singleton3(){}

    public static synchronized Singleton3 getInstance() {
        if(instance == null) {
            instance = new Singleton3();
        }
        return instance;
    }
}

考虑到线程安全问题，该方法添加了synchronized关键字，保证只有一个线程可以访问创建实例对象的过程，保证线程安全。但是，由于该方法在整个过程中只有一个线程可以执行，因此会带来效率低下的问题。

4. 双重检查锁单例模式（线程安全）

public class Singleton4{
    private volatile static Singleton4 instance;
    private Singleton4(){}

    public static Singleton4 getInstance() {
        if(instance == null) {
            synchronized (Singleton4.class) {
                if(instance == null) {
                    instance = new Singleton4();
                }
            }
        }
        return instance;
    }
}

该方法对懒汉式方法进行了优化，利用双重检查锁定机制，在多线程环境下保证只创建唯一的实例对象、线程安全，同时，在实例对象创建完成后，其他线程可以直接访问实例对象。 使用volatile关键字可以保证线程间变量的可见性，从而保证线程安全。

5. 静态内部类单例模式

public class Singleton5{
    private Singleton5(){}

    private static class SingletonHolder{
        private static final Singleton5 INSTANCE = new Singleton5();
    }

    public static Singleton5 getInstance() {
        return SingletonHolder.INSTANCE;
    }
}

采用静态内部类的方式，保证实例对象唯一，线程安全，同时具有懒加载的優點。

6. 枚举写法单例模式

public enum Singleton6 {
    INSTANCE;

    public static Singleton6 getInstance() {
        return INSTANCE;
    }
}

JDK1.5开始支持枚举类型。这种方式在多线程环境下也可以保证实例对象唯一、线程安全，并且可以防止反射机制和反序列化攻击。

7. ThreadLocal单例模式

public class Singleton7{
    private static final ThreadLocal<Singleton7> threadLocalInstance = new ThreadLocal<Singleton7>() {
        @Override
        protected Singleton7 initialValue() {
            return new Singleton7();
        }
    };

    private Singleton7(){}

    public static Singleton7 getInstance() {
        return threadLocalInstance.get();
    }
}

采用ThreadLocal的方式，保证单例对象的唯一性，在多线程环境下也能够保证线程安全。

小结

以上是Java中七种单例模式的实现方式，每种方式都可以应对不同情况下的开发需求。在实际应用中，可以选择最适合自己需求的方式进行使用。