设计模式实战：单例模式在Java中的实现及应用

原创た入场券 2024-11-07 10:21 9阅读 0赞

单例模式（Singleton Pattern）是一种常用的软件设计模式，其核心思想是确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。在Java中实现单例模式有多种方式，以下是几种常见的实现方法：

###1.懒汉式（线程不安全）

```javapublic class Singleton {
 private static Singleton instance;

private Singleton() {}

public static Singleton getInstance() {
if (instance == null) {
 instance = new Singleton();
 }
 return instance;
 }
}
```这种方式在第一次调用`getInstance()`方法时才创建实例，但如果多个线程同时调用`getInstance()`方法，可能会创建多个实例，因此不是线程安全的。

###2.懒汉式（线程安全）

```javapublic class Singleton {
 private static Singleton instance;

private Singleton() {}

public static synchronized Singleton getInstance() {
if (instance == null) {
 instance = new Singleton();
 }
 return instance;
 }
}
```通过在`getInstance()`方法上加`synchronized`关键字来保证线程安全，但这种方式效率较低，因为每次调用都会进行同步。

###3.饿汉式```javapublic class Singleton {
 private static final Singleton instance = new Singleton();

private Singleton() {}

public static Singleton getInstance() {
 return instance;
 }
}
```这种方式在类加载时就创建实例，简单且线程安全，但无法实现延迟加载。

###4.双重检查锁定（Double-Checked Locking）

```javapublic 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;
 }
}
```这种方式既保证了线程安全，又实现了延迟加载，是懒汉式和饿汉式的折中方案。

###5.静态内部类```javapublic class Singleton {
 private Singleton() {}

private static class SingletonHolder {
 private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
 }

public static Singleton getInstance() {
 return SingletonHolder.INSTANCE;
 }
}
```这种方式利用了Java的类加载机制来保证线程安全，并且实现了延迟加载。

###应用场景单例模式常用于以下场景：

-配置管理器：在应用程序中，配置信息需要被共享，使用单例模式可以确保配置信息全局只有一个实例。
-连接池：数据库连接池通常使用单例模式，以确保整个应用中只有一个连接池实例。
- 日志记录器：日志记录器通常全局只有一个实例，用于记录日志信息。
-线程池：线程池通常全局只有一个实例，以避免创建过多的线程。

使用单例模式时，需要考虑线程安全和资源管理等问题，选择合适的实现方式以满足具体需求。