Java单例模式详解与实现

"这篇文章主要介绍了Java中的单例模式（Singleton），包括其概念、作用以及一个简单的单例模式实现示例。" 单例模式是软件设计模式中的一种，它确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。这种模式常用于那些需要频繁创建和销毁，但又需要共享状态的对象，例如配置管理、日志服务、数据库连接池等。 在Java中，单例模式通常通过以下几种方式实现： 1. 饿汉式（Eager Initialization）：在类加载时就完成初始化，保证了线程安全，但可能会造成资源浪费。示例代码中给出的便是饿汉式的实现： ```java class OnlineCounter { private int onlineCount = 0; private OnlineCounter() { this.onlineCount = 100; } public static OnlineCounter getInstance() { return new OnlineCounter(); } // 其他方法省略 } ``` 在这个例子中，`OnlineCounter`类在被加载时就会创建一个实例，`getInstance()`方法返回这个唯一的实例。 2. 懒汉式（Lazy Initialization）：延迟到第一次请求时才进行初始化，提高了资源利用率，但可能不线程安全。未显示的懒汉式代码可能如下： ```java class Singleton { private static Singleton instance = null; private Singleton() {} public static synchronized Singleton getInstance() { if (instance == null) { instance = new Singleton(); } return instance; } } ``` 这里的同步关键字`synchronized`保证了多线程环境下的安全性，但会引入性能开销。 3. 双重检查锁定（Double-Checked Locking）：结合了饿汉式的效率和懒汉式的资源利用率，保证了线程安全，同时也延迟了初始化。改进后的懒汉式代码如下： ```java class Singleton { private volatile static Singleton instance = null; private Singleton() {} public static Singleton getInstance() { if (instance == null) { synchronized (Singleton.class) { if (instance == null) { instance = new Singleton(); } } } return instance; } } ``` `volatile`关键字保证了`instance`变量的可见性和有序性，避免了线程间的缓存不一致问题。 4. 静态内部类（Static Inner Class）：利用类加载机制保证线程安全，同时延迟初始化。 ```java class Singleton { private Singleton() {} private static class SingletonHolder { private static final Singleton INSTANCE = new Singleton(); } public static Singleton getInstance() { return SingletonHolder.INSTANCE; } } ``` 这里`SingletonHolder`类只有在调用`getInstance()`时才会被加载，因此实例化发生在首次调用时。 5. 枚举（Enum）：简单且线程安全，是实现单例的推荐方式。 ```java enum Singleton { INSTANCE; public void whateverMethod() { } } ``` 枚举在Java中天然具有单例属性，且不允许子类化，是Java中实现单例的最安全方式。 单例模式在控制对象的创建和生命周期、保证全局唯一性等方面有重要作用，但过度使用可能导致设计过于复杂，不易测试。在实际开发中应根据需求选择合适的实现方式。