Java中三种单例模式详解及实例

本文将介绍几种常见的Java单例模式，并通过实例进行详细解析，包括饿汉式、懒汉式和双重检查锁定模式。 在软件设计模式中，单例模式是一种常用的创建型模式，它保证一个类只有一个实例，并提供全局访问点。这样的设计模式在系统中经常用于控制资源的共享，比如数据库连接池、线程池等。 1. 饿汉式（Eager Singleton） 饿汉式单例在类加载时就完成了实例化，确保了线程安全。实例在类加载时已经创建，因此不会有任何性能问题，但是无论是否使用，都会立即创建对象，可能导致内存浪费。 示例代码： ```java public class EagerSingleton { private static final EagerSingleton m_instance = new EagerSingleton(); private EagerSingleton() {} // 构造函数私有化，防止外部实例化 public static EagerSingleton getInstance() { return m_instance; } } ``` 在这个例子中，`m_instance` 在类加载时被初始化，所以 `getInstance()` 方法总是返回同一个实例。 2. 懒汉式（Lazy Singleton） 懒汉式单例在第一次调用 `getInstance()` 方法时才进行实例化，延迟了对象的创建，从而实现了按需加载。但是，原始的懒汉式单例在多线程环境下并不安全，可能会创建多个实例。 示例代码（非线程安全）： ```java public class LazySingleton { private static LazySingleton m_instance = null; private LazySingleton() {} // 构造函数私有化 public static synchronized LazySingleton getInstance() { if (m_instance == null) { m_instance = new LazySingleton(); } return m_instance; } } ``` 虽然这个版本的懒汉式在多线程环境中是安全的，但 `getInstance()` 方法每次调用都加锁，降低了性能。 3. 双重检查锁定模式（Double-Checked Locking，DCL） 双重检查锁定模式结合了懒汉式的延迟加载和饿汉式的线程安全性，它在创建单例对象时仅加锁一次，提高了效率。 示例代码（线程安全）： ```java public class DoubleCheckSingleton { private volatile static DoubleCheckSingleton m_instance = null; private DoubleCheckSingleton() {} public static DoubleCheckSingleton getInstance() { if (m_instance == null) { // 第一次检查 synchronized (DoubleCheckSingleton.class) { if (m_instance == null) { // 第二次检查，避免不必要的同步 m_instance = new DoubleCheckSingleton(); } } } return m_instance; } } ``` 在这个例子中，`volatile` 关键字确保了 `m_instance` 的可见性和有序性，防止出现指令重排序问题，确保了多线程环境下的正确性。 总结，单例模式在设计上提供了对类实例的唯一控制，有助于节省系统资源和简化全局访问。不同的实现方式在性能和线程安全上有所区别，开发者应根据实际需求选择合适的单例模式。