单例模式是面向对象编程中的一个概念，它限制了一个类只能创建一个对象（实例），同时提供了对这个对象的全局访问点。这种模式在需要严格控制资源访问或管理共享资源时非常有用，如数据库连接池、配置管理器等。
在Java中实现单例模式有几种常见的方法，每种方法都有其特点和适用场景。下面，我们将一一介绍这些方法，并通过代码示例来加深理解。
- 懒汉式
懒汉式单例模式的特点是延迟实例的创建，直到第一次被使用时才创建对象。这种方式可以节省资源，但如果多个线程同时尝试首次访问，可能会创建多个实例。为了解决这个问题，可以使用同步关键字synchronized。
public class LazySingleton {
private static LazySingleton instance;
private LazySingleton() {
}
public static synchronized LazySingleton getInstance() {
if (instance == null) {
instance = new LazySingleton();
}
return instance;
}
}
- 饿汉式
饿汉式单例模式是在类加载时就创建了唯一的实例。这种方式简单且线程安全，但可能会过早地占用资源。
public class EagerSingleton {
private static final EagerSingleton instance = new EagerSingleton();
private EagerSingleton() {
}
public static EagerSingleton getInstance() {
return instance;
}
}
- 双重校验锁
双重校验锁结合了懒汉式和饿汉式的优点，只有在实例未创建且有多个线程同时访问时才会进行同步。
public class DoubleCheckSingleton {
private volatile static DoubleCheckSingleton instance;
private DoubleCheckSingleton() {
}
public static DoubleCheckSingleton getInstance() {
if (instance == null) {
synchronized (DoubleCheckSingleton.class) {
if (instance == null) {
instance = new DoubleCheckSingleton();
}
}
}
return instance;
}
}
- 静态内部类
静态内部类利用了Java类加载机制的特性，只有在使用到内部类时才会加载并创建实例。
public class StaticInnerClassSingleton {
private StaticInnerClassSingleton() {
}
private static class SingletonHolder {
private static final StaticInnerClassSingleton INSTANCE = new StaticInnerClassSingleton();
}
public static StaticInnerClassSingleton getInstance() {
return SingletonHolder.INSTANCE;
}
}
选择哪种实现方式取决于具体的应用场景。例如，如果应用启动时间不是关键，并且希望尽可能减少内存消耗，可以选择懒汉式；如果应用对性能要求较高，可以选择饿汉式或静态内部类。双重校验锁则适用于对性能和资源消耗都有较高要求的场景。
总之，单例模式在Java中的应用非常广泛，理解其不同实现方式的特点和适用场景对于编写高效、可维护的代码至关重要。通过上述代码示例，我们可以看到如何根据实际需求选择合适的单例模式实现方法。
