Java单例模式解析：饿汉、懒汉与登记式

"Java设计模式-单例模式详解，包括饿汉、懒汉、登记式三种实现方式，以及线程安全的处理" 单例模式是软件设计中的一种常见模式，其核心思想是确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。这种模式常用于创建那些需要频繁使用的对象，如配置管理、日志记录、缓存服务等，以减少系统资源的消耗，提高性能。 1. 饿汉式单例 饿汉式单例在类加载时即完成了实例化，确保了类加载完成后只有一个实例存在。它通过`final`修饰的静态成员变量来存储单例实例，确保了线程安全。这种方式的优点是简单且线程安全，缺点是在类加载时就初始化，即使从未使用过单例，也会占用一定的内存资源。 ```java public class Singleton { private static final Singleton instance = new Singleton(); private Singleton() {} public static Singleton getInstance() { return instance; } } ``` 2. 懒汉式单例 懒汉式单例在首次使用时才实例化，这样可以避免无谓的资源消耗。但非线程安全，当多个线程同时调用`getInstance()`时，可能会创建多个实例。为了使其线程安全，通常会使用`synchronized`关键字对`getInstance()`方法进行同步，但这会降低效率。 ```java public class Singleton { private static Singleton instance; private Singleton() {} public static synchronized Singleton getInstance() { if (instance == null) { instance = new Singleton(); } return instance; } } ``` 3. 登记式（也称为静态内部类）单例 登记式单例结合了饿汉式和懒汉式的优点，既延迟加载，又保证线程安全。它利用Java类加载机制来保证初始化实例时只有一个线程。 ```java public class Singleton { private Singleton() {} private static class SingletonInstance { private static final Singleton INSTANCE = new Singleton(); } public static Singleton getInstance() { return SingletonInstance.INSTANCE; } } ``` 在多线程环境下，上述三种实现方式的线程安全性需特别注意。对于懒汉式，如果没有采用同步机制，可能导致多个线程各自创建单例实例。而饿汉式和登记式由于在类加载时完成实例化或初始化，因此天然线程安全。 单例模式的使用应谨慎，过度依赖单例可能导致难以测试和维护的代码。在Java中，`enum`也是实现单例的一个有效且推荐的方式，因为它既保证了线程安全，又避免了双重检查锁定等问题。 单例模式的应用广泛，但设计时需考虑其生命周期、线程安全以及可能带来的副作用，合理选择和实现单例模式。