Java中的单例模式

在 Java 中，单例模式是一种创建型设计模式，其核心目标是确保一个类在整个应用中只存在一个实例，并提供一个全局访问点来获取该实例。这种模式常用于管理共享资源（如配置信息、线程池、日志对象等），避免资源重复占用或状态不一致。

单例模式的核心要素

私有构造方法 ：防止外部通过 new 关键字创建实例。
私有静态实例变量：存储类的唯一实例。
公共静态方法：提供全局访问点，返回该唯一实例。

常见实现方式

单例模式的实现需考虑线程安全 、懒加载 （延迟初始化）和反射 / 序列化漏洞等问题，常见实现方式如下：

1. 饿汉式（线程安全，但可能浪费资源）

特点：类加载时就初始化实例，天生线程安全，但如果实例从未被使用，会造成资源浪费。

java

运行

复制代码

public class Singleton {
    // 类加载时直接初始化实例
    private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();

    // 私有构造方法，禁止外部创建实例
    private Singleton() {}

    // 公共访问方法
    public static Singleton getInstance() {
        return INSTANCE;
    }
}

优点：实现简单，线程安全（类加载过程由 JVM 保证线程安全）。
缺点：类加载时即初始化，若实例占用资源大且未被使用，会造成浪费。

2. 懒汉式（基础版，线程不安全）

特点：延迟初始化（第一次使用时才创建实例），但多线程环境下可能创建多个实例，线程不安全。

java

运行

复制代码

public class Singleton {
    private static Singleton instance;

    private Singleton() {}

    // 线程不安全：多线程同时调用可能创建多个实例
    public static Singleton getInstance() {
        if (instance == null) { // 1. 多个线程可能同时进入此处
            instance = new Singleton(); // 2. 可能创建多个实例
        }
        return instance;
    }
}

缺点：多线程环境下，若多个线程同时通过 if (instance == null) 判断，会导致创建多个实例，破坏单例。

3. 懒汉式（同步方法，线程安全但效率低）

特点：通过 synchronized 关键字修饰 getInstance 方法，保证线程安全，但每次调用方法都需加锁，效率低。

java

运行

复制代码

public class Singleton {
    private static Singleton instance;

    private Singleton() {}

    // 同步方法：线程安全，但锁粒度大，效率低
    public static synchronized Singleton getInstance() {
        if (instance == null) {
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    }
}

优点：线程安全，延迟加载。
缺点：synchronized 修饰整个方法，每次调用都需竞争锁，高并发下效率低。