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一站式了解单例模式

ai 2025/6/20 21:36:05

引言

这是设计模式专栏的第一篇文章，在这个专栏里面会讲到我们在开发中经常使用的设计模式，我会用心将它们解析，然后讲给你们听，如果感兴趣可以持续关注这个专栏❤️

这次我们要讲的是单例模式，这个在大厂面试中十分常见，有的面试官会让你手撕一个单例模式。抛去面试不谈，单例模式也是我们开发中常用的软件设计思想，许多框架的底层设计都是运用到这个设计思路，所以掌握好单例模式十分有必要

什么是单例模式🤓

单例模式（Singleton Pattern）是一种创建型设计模式，它确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点来访问这个实例。

使用单例模式的场景有哪些呢？

数据库连接池
日志记录器（Logger）
配置管理器
线程池
缓存服务

这些对象只需要一个实例，避免重复创建造成资源浪费或状态不一致。

单例模式的特点🥱

私有构造函数：防止外部通过 new 创建实例。
静态私有实例：类内部维护唯一的实例。
公开的静态方法：用于返回唯一实例。

单例模式创建分为饿汉式和懒汉式，接下来让我们一一解析

饿汉式😈

为什么叫饿汉式呢？因为类加载就会导致该单实例对象被创建。

那类加载又是什么呢？

在 Java 中，类加载 是指将 .class 文件（字节码文件）加载到 JVM（Java 虚拟机）中，并为其创建一个 java.lang.Class 对象的过程。这个过程是由 类加载器（ClassLoader） 完成的。

但是JVM不会在一开始就加载所有的类，而是在运行时按需加载，也就是说当某个类第一次被主动使用时才会触发类加载。例如：

创建类的实例（new）
访问类的静态变量或调用静态方法
使用子类时会先加载父类
启动类（main 方法所在的类）

还有一些被动引用的情况不会触发类加载，比如访问静态常量（编译期确定的 final static 常量），就不会触发类初始化。

下面讲讲饿汉式怎么创建单例：

方法一：静态成员变量方式获取对象

public class Singleton{//1. 私有无参构造方法private Singleton(){}//2. 创建对象private static Singleton instance = new Singleton();//3. 向外提供公共方法，可以获取单例对象public static Singleton getInstance(){return instance;}
}

方法二：静态代码块创建

public class Singleton{//1. 私有无参构造方法private Singleton(){}//2. 创建对象private static Singleton instance;//3. 静态代码块进行赋值static{instance = new Singleton();}//4. 向外提供公共方法，可以获取单例对象public static Singleton getInstance(){return instance;}
}

方法三：枚举

枚举类型是线程安全的，并且只会装载一次。枚举是单例实现中唯一一种不会被破坏的单例实现模式

public enum Singleton{INSTANCE;
}

懒汉式🥱

懒汉式，顾名思义就是，意思就是需要创建的时候再创建。类加载并不会导致该单实例对象创建，而是首次使用该对象时才会创建。

public class Singleton{//1. 私有无参构造方法private Singleton(){}//2. 创建对象,使用volatile关键字防止指令重排序与保证变量可见性private static volatile Singleton instance;//3. 向外提供公共方法，可以获取单例对象public static Singleton getInstance() {if (instance == null) {//synchronized关键字修饰代码块保证只有一个线程可以创建单例对象synchronized (Singleton.class) {if (instance == null) {instance = new Singleton();}}}return instance;}
}