深入理解Java单例模式

"3.31单例模式（单例设计模式）详解" 单例模式是一种常见的软件设计模式，它的核心思想是确保一个类在整个应用程序的生命周期中只有一个实例存在。这种模式广泛应用于需要频繁创建和销毁的对象，如系统级的服务、缓存、对话框以及配置对象等，以节省内存资源、保持数据一致性以及简化全局访问。 单例模式的三个主要特点如下： 1. 唯一性：单例类确保整个系统中只有一个实例对象。 2. 自创建：这个唯一的实例必须由单例类自身创建，防止其他部分的代码通过常规方式生成额外的实例。 3. 全局访问点：单例类提供一个公共的静态方法，使得其他类可以获取到这个唯一的实例。 单例模式的实现通常分为两种主要形式： 1. 懒汉式单例（Lazy Initialization）： 这种实现方式延迟了实例的创建，直到第一次调用`getInstance`方法时才会创建单例。代码中使用`volatile`关键字确保多线程环境下的可见性和避免指令重排序问题，`synchronized`关键字确保同步，防止多个线程同时进入`getInstance`方法创建多个实例。如下所示： ```java public class LazySingleton { private static volatile LazySingleton instance = null; private LazySingleton() {} public static synchronized LazySingleton getInstance() { if (instance == null) { instance = new LazySingleton(); } return instance; } } ``` 2. 饿汉式单例（Eager Initialization）： 在类加载时即创建单例对象，无论是否需要，都立即创建。这种方式简单且线程安全，但可能导致不必要的资源浪费。 ```java public class EagerSingleton { private static final EagerSingleton INSTANCE = new EagerSingleton(); private EagerSingleton() {} public static EagerSingleton getInstance() { return INSTANCE; } } ``` 此外，还有一种称为双重检查锁定（Double-Checked Locking）的优化版本，它结合了懒汉式和饿汉式的优点，尽可能地延迟初始化，同时减少同步的开销。但这种实现方式需要对Java内存模型有深入理解，以确保正确性。 单例模式在Java中也有一些变种，例如枚举单例，它是最安全且易于实现的单例形式，同时也避免了线程安全问题和序列化问题： ```java public enum Singleton { INSTANCE; } ``` 总结来说，单例模式是一种控制类实例化过程的设计模式，常用于创建昂贵的对象或者需要全局共享的对象。通过不同的实现策略，如懒汉式、饿汉式或双重检查锁定，我们可以根据实际需求选择最合适的实现方式。