设计模式-单例模式
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设计模式-单例模式
Java 实现单例模式的方式主要有以下几种，每种方式都有其 优缺点 和适用场景。
1. 饿汉式（Eager Initialization）
实现方式
public class Singleton {
private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
private Singleton() {} // 私有构造方法，防止外部实例化
public static Singleton getInstance() {
return INSTANCE;
}
}优缺点
✅ 优点 ：
- 实现简单，类加载时即创建实例，线程安全。
- 访问速度快，调用
getInstance()方法不会有同步开销。
❌ 缺点 ：
- 可能造成资源浪费 ：即使实例可能长期未使用，仍然会在类加载时创建。
适用场景
- 对象创建成本低 ，且 类会被频繁使用 的场景（如工具类）。
2. 懒汉式（Lazy Initialization，非线程安全）
实现方式
public class Singleton {
private static Singleton instance;
private Singleton() {}
public static Singleton getInstance() {
if (instance == null) {
instance = new Singleton();
}
return instance;
}
}优缺点
✅ 优点 ：
- 只有 在第一次调用时才创建实例 ，节省资源。
❌ 缺点 ：
- 非线程安全
：多个线程同时调用
getInstance()可能导致多个实例被创建。
适用场景
- 单线程环境 ，或者 不在多线程场景下使用 。
3. 线程安全的懒汉式（同步方法）
实现方式
public class Singleton {
private static Singleton instance;
private Singleton() {}
public static synchronized Singleton getInstance() {
if (instance == null) {
instance = new Singleton();
}
return instance;
}
}优缺点
✅ 优点 ：
- 线程安全 ，可确保只有一个实例被创建。
❌ 缺点 ：
synchronized关键字会 影响性能 ，每次调用getInstance()都会加锁。
适用场景
- 需要 保证线程安全 ，但实例创建 不会频繁调用 的场景。
4. 双重检查锁（Double-Checked Locking，推荐）
实现方式
public class Singleton {
private static volatile Singleton instance;
private Singleton() {}
public static Singleton getInstance() {
if (instance == null) { // 第一次检查
synchronized (Singleton.class) {
if (instance == null) { // 第二次检查
instance = new Singleton();
}
}
}
return instance;
}
}优缺点
✅ 优点 ：
- 线程安全， 只有在第一次调用时才会加锁 ，后续调用不会影响性能。
- 结合了懒加载 和 高效访问 的优点。
❌ 缺点 ：
- 需要使用
volatile防止指令重排序 ，Java 1.5 之前的版本不支持。
适用场景
- 多线程环境 ，且 性能要求较高 的场景。
5. 静态内部类（推荐）
实现方式
public class Singleton {
private Singleton() {}
private static class SingletonHolder {
private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
}
public static Singleton getInstance() {
return SingletonHolder.INSTANCE;
}
}优缺点
✅ 优点 ：
- 线程安全 ，利用 JVM 类加载机制 保证只会初始化一次。
- 只有
在调用
getInstance()时才会创建实例 ，节省资源（懒加载）。 - 无锁 ，性能高。
❌ 缺点 ：
- 无法传递参数 ，如果需要参数化实例，则无法使用该方法。
适用场景
- 高并发环境 ，且 希望使用懒加载 的场景。
6. 枚举单例（最推荐）
实现方式
public enum Singleton {
INSTANCE;
public void doSomething() {
System.out.println("Do something...");
}
}优缺点
✅ 优点 ：
- 线程安全 ，由 JVM 保证。
- 防止反序列化破坏单例 ，因为枚举不会创建新的实例。
- 代码最简洁 ，推荐使用。
❌ 缺点 ：
- 无法懒加载 ，类加载时即创建实例。
- 不能继承其他类 （但可以实现接口）。
适用场景
- 绝对保证单例性 的场景，如 数据库连接管理、日志管理器 等。
7. 通过 ThreadLocal 实现（每个线程单例）
实现方式
public class ThreadLocalSingleton {
private static final ThreadLocal<ThreadLocalSingleton> instance =
ThreadLocal.withInitial(ThreadLocalSingleton::new);
private ThreadLocalSingleton() {}
public static ThreadLocalSingleton getInstance() {
return instance.get();
}
}优缺点
✅ 优点 ：
- 线程隔离 ，每个线程都有自己独立的实例。
- 避免了全局同步，适用于 多线程数据隔离场景 。
❌ 缺点 ：
- 无法做到全局唯一单例 ，只在 单个线程内保持单例 。
适用场景
- 每个线程需要独立状态 的场景，如 用户会话、数据库连接 。
总结
| 方式 | 线程安全 | 是否懒加载 | 优点 | 缺点 | 适用场景 |
|---|---|---|---|---|---|
| 饿汉式 | ✅ | ❌ | 实现简单，访问快 | 可能造成资源浪费 | 适用于常用单例 |
| 懒汉式 | ❌ | ✅ | 按需加载，节省资源 | 线程不安全 | 仅限单线程 |
| 同步懒汉 | ✅ | ✅ | 线程安全 | synchronized 影响性能 | 适用于低频率调用 |
| 双重检查锁 | ✅ | ✅ | 线程安全，性能优 | 代码较复杂 | 推荐，高并发环境 |
| 静态内部类 | ✅ | ✅ | 线程安全，懒加载 | 无法传参 | 推荐，JVM 保证 |
| 枚举单例 | ✅ | ❌ | 最安全，防反序列化 | 不能继承类 | 最推荐，绝对单例 |
| ThreadLocal | ✅ | ✅ | 线程隔离 | 不是全局单例 | 适用于每线程独立实例 |
如果
要保证绝对的单例性
，推荐
枚举单例
（
Enum
）。
如果 需要懒加载且高性能 ，推荐 静态内部类 或 双重检查锁 。