单例模式的变种

Java 单例模式

一、什么是单例模式

1. 定义 ：一个类在整个程序中只创建一个实例，全局共享。
2. 核心 ：私有构造器 + 静态获取实例方法。
3. 使用场景：工具类、配置类、线程池、日志对象、Spring Bean 等。

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二、单例模式的 3 个要点

1. 构造器私有 （禁止外部 new）
2. 自身持有静态实例
3. 提供全局获取方式 （getInstance() / 枚举）

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三、单例模式 6 种写法（线程安全分类）

1. 饿汉式（静态常量）

类加载就创建，天生线程安全

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

• 优点：简单、安全、无锁
• 缺点：类加载就创建，可能浪费内存
• 线程安全：✅

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2. 饿汉式（静态代码块）

和静态常量一样，只是初始化放在静态代码块

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

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3. 懒汉式（synchronized 方法）

用的时候再创建，但加锁性能差

public class Singleton {
    private static Singleton instance;
    private Singleton() {}
    public static synchronized Singleton getInstance() {
        if (instance == null) {
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    }
}

• 优点：懒加载
• 缺点：并发性能极差
• 线程安全：✅（不推荐）

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4. 双重检查锁 DCL（推荐）

高性能 + 线程安全 + 懒加载

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;
    }
}

• 必须加 volatile：禁止指令重排
• 优点：高性能、懒加载、安全
• 线程安全：✅（推荐）

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5. 静态内部类（最完美）

JVM 保证安全，懒加载，无锁

public class Singleton {
    private Singleton() {}
    private static class Holder {
        private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
    }
    public static Singleton getInstance() {
        return Holder.INSTANCE;
    }
}

• 外部类加载 → 不加载内部类
• 调用 getInstance() → 才加载 Holder
• 优点：懒加载、高性能、极简
• 线程安全：✅（强烈推荐）

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6. 枚举单例（顶级、官方推荐）

Java 语法层天生单例

public enum Singleton {
    INSTANCE;

    public void method() {
        // 业务方法
    }
}

使用：

Singleton.INSTANCE.method();

• 优点：无法反射破坏、无法序列化破坏、代码最简
• 线程安全：✅（最高级）

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四、枚举单例 vs 饿汉式（核心区别）

特性	饿汉式	枚举单例
线程安全	✅	✅
类加载初始化	✅	✅
反射破坏	❌ 可破坏	✅ 不能破坏
序列化破坏	❌ 可破坏	✅ 不能破坏
代码量	多	极少
官方推荐	❌	✅

结论：枚举 = 终极版饿汉式

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五、单例模式的 3 种破坏方式（面试重点）

1. 反射：可调用私有构造器创建新对象
2. 序列化/反序列化：会生成新对象
3. 类加载器：不同类加载器可创建多个实例

只有枚举单例不会被破坏！

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六、线程安全总结

写法	线程安全	懒加载	推荐指数
饿汉式	✅	❌	⭐⭐⭐
懒汉式 synchronized	✅	✅	⭐
双重检查锁 DCL	✅	✅	⭐⭐⭐⭐
静态内部类	✅	✅	⭐⭐⭐⭐⭐
枚举单例	✅	❌	⭐⭐⭐⭐⭐

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七、一句话背会（面试万能）

1. 单例：全局一个实例，构造私有。
2. 饿汉式：类加载创建，简单但浪费内存。
3. DCL：必须加 volatile，禁止指令重排。
4. 静态内部类：JVM 保证安全，懒加载高性能。
5. 枚举单例：最安全、最简单、官方推荐。

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