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Java 基础 - 单例模式的实现 - 实现方式

最编程 2024-10-06 15:50:36
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在实际应用中，可以根据具体需求选择合适的实现方式（如懒汉式、双重检查锁定、静态内部类、枚举等）来实现单例模式。
在Java中，实现单例模式的方式主要有以下几种：

  1. 懒汉式（线程不安全）：

    • 特点：单例对象被使用的时候才初始化，避免了内存浪费。
    • 缺点：线程不安全，只能在单线程中使用。当有多个线程同时进入getInstance方法中的判断语句时，若判断为null，就会创建多个实例对象。
    • 示例代码：
    public class SingleObject {
    private static SingleObject instance;
    private SingleObject() {}
    public static SingleObject getInstance() {
        if (instance == null) {
            instance = new SingleObject();
        }
        return instance;
    }
}

  2. 懒汉式（线程安全）：

    • 特点：通过在方法前加同步锁synchronized关键字的方式，保证在多线程环境下单例的唯一性。
    • 缺点：虽然解决了线程安全，但当有多个线程想要调用时，每个线程都要等上一个线程完成后再执行，大大降低了效率。
    • 示例代码：
    public class SingleObject {
    private static SingleObject instance;
    private SingleObject() {}
    public synchronized static SingleObject getInstance() {
        if (instance == null) {
            instance = new SingleObject();
        }
        return instance;
    }
}

  3. 饿汉式：

    • 特点：类加载时就初始化实例，保证了线程安全，但可能会导致资源浪费，因为无论是否使用都会创建实例。
    • 示例代码：
    public class Singleton {
    private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
    private Singleton() {}
    public static Singleton getInstance() {
        return INSTANCE;
    }
}

  4. 双重检查锁定（Double-Checked Locking）：

    • 特点：在懒汉式基础上增加了双重检查，既保证了懒加载，又解决了多线程问题。使用volatile关键字防止指令重排。
    • 示例代码：
    public class Singleton {
    private static volatile Singleton instance;
    private Singleton() {}
    public static Singleton getInstance() {
        if (instance == null) {
            synchronized (Singleton.class) {
                if (instance == null) {
                    instance = new Singleton();
                }
            }
        }
        return instance;
    }
}

  5. 静态内部类：

    • 特点：利用类加载机制保证单例的唯一性，既实现懒加载，又保证了线程安全。静态内部类在外部类加载时不会实例化，在调用getInstance方法时才会加载内部类，从而实现了延迟加载。
    • 示例代码：
    public class Singleton {
    private Singleton() {}
    private static class SingletonHolder {
        private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
    }
    public static Singleton getInstance() {
        return SingletonHolder.INSTANCE;
    }
}

  6. 枚举：

    • 特点：枚举类的实例在JVM中是唯一的，且线程安全。枚举单例是利用枚举类型的特性保证实例的唯一性，是最佳的单例模式的实现方式，它更简洁，而且支持序列化机制，绝对防止多次实例化。
    • 示例代码：
    public enum Singleton {
    INSTANCE;
    // 可以添加其他方法和属性
}

综上所述，Java中实现单例模式的方式有六种，每种方式都有其特点和适用场景。选择哪种实现方式取决于具体的应用需求和性能考虑。

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