如何实现一个线程安全的单例模式？

似水流年流不尽思念2025-08-13 10:47

饿汉式

实现思路：在类加载时就创建单例实例，由于类加载由 JVM 保证线程安全，所以天生线程安全。

代码示例（Java）：

csharp 复制代码

public class Singleton {
    private static final Singleton instance = new Singleton();
    private Singleton() {}
    public static Singleton getInstance() {
        return instance;
    }
}

懒汉式（双重检查锁）

实现思路：只有在第一次调用 getInstance 方法时才创建实例。通过双重检查锁机制，先检查实例是否已存在，若不存在再进行同步操作创建实例，避免了不必要的同步开销。双重检查锁+volatile 解决线程安全问题（防止指令重排的半初始化对象）

代码示例（Java）：

csharp 复制代码

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;
    }
}

volatile 关键字在此处很关键，它禁止指令重排序，保证在多线程环境下 instance 的创建过程按预期执行，避免其他线程拿到未初始化完全的实例。

静态内部类方式

实现思路：利用类的加载机制，将单例实例的创建放在静态内部类中。当外部类被加载时，静态内部类不会被加载，只有当调用 getInstance 方法时，静态内部类才会被加载，此时创建单例实例，由于类加载的线程安全性，实现了线程安全的单例。

代码示例（Java）：

csharp 复制代码

public class Singleton {       
    //静态内部类方式
    private Singeton() {
    }

    private static class singletonHolder {
        static final Singeton instance = new Singeton();
    }

    public static Singeton getInstance() {
        return singletonHolder.instance;
    }
}