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创建型模式-单例模式

news 2025/6/10 6:08:51

饿汉式创建

该方式在类加载时就会创建该单实例对象。

静态成员变量

package per.mjn.pattern.singleton.demo1;/*** 饿汉式：静态成员变量*/
public class Singleton {// 1. 私有构造方法private Singleton() {}// 2. 创建静态成员变量private static Singleton instance = new Singleton();// 3. 提供一个静态方法，返回静态成员变量public static Singleton getInstance() {return instance;}
}

package per.mjn.pattern.singleton.demo1;public class Client {public static void main(String[] args) {Singleton instance1 = Singleton.getInstance();Singleton instance2 = Singleton.getInstance();System.out.println(instance1 == instance2);}
}

测试输出

true

静态代码块

package per.mjn.pattern.singleton.demo2;/*** 饿汉式：静态代码块*/
public class Singleton {// 1. 私有构造方法private Singleton() {}// 2. 声明Singleton类型的变量private static Singleton instance;  // null// 3. 在静态代码块中创建Singleton类型的对象static {instance = new Singleton();}// 4. 提供一个静态方法，返回Singleton类型的对象public static Singleton getInstance() {return instance;}
}

package per.mjn.pattern.singleton.demo2;public class Client {public static void main(String[] args) {Singleton s1 = Singleton.getInstance();Singleton s2 = Singleton.getInstance();System.out.println(s1 == s2);}
}

测试输出

true

枚举方式创建

枚举类实现单例模式借助枚举类型是线程安全的，并且只会装载一次，设计者充分的利用了枚举的这个特性来实现单例模式，枚举的写法非常简单，而且枚举类型是所用单例实现中唯-一种不会被破坏的单例实现模式。

package per.mjn.pattern.singleton.demo6;/*** 枚举实现方式*/
public enum Singleton {INSTANCE;
}

package per.mjn.pattern.singleton.demo6;public class Client {public static void main(String[] args) {Singleton instance = Singleton.INSTANCE;Singleton instance2 = Singleton.INSTANCE;System.out.println(instance == instance2);}
}

测试结果

true

懒汉式创建

类加载不会导致该单实例对象被创建，而是首次使用该对象时才会创建。

package per.mjn.pattern.singleton.demo3;/*** 懒汉式*/
public class Singleton {// 私有构造方法private Singleton() {}// 声明Singleton类型的变量instanceprivate static Singleton instance;// 获取唯一可用的对象public static synchronized Singleton getInstance() {if (instance == null) {instance = new Singleton();}return instance;}
}

package per.mjn.pattern.singleton.demo3;public class Client {public static void main(String[] args) {Singleton instance1 = Singleton.getInstance();Singleton instance2 = Singleton.getInstance();System.out.println(instance1 == instance2);}
}

测试输出

true

双重检查锁方式

package per.mjn.pattern.singleton.demo4;/*** 双重检查锁方式*/
public class Singleton {// 私有构造方法private Singleton() {}// 声明Singleton类型的变量instanceprivate static Singleton instance;// 获取唯一可用的对象public static Singleton getInstance() {// 第一次判断，如果instance的值不为null，不需要抢占锁，直接返回instanceif (instance == null) {synchronized (Singleton.class) {// 第二次判断，如果instance的值不为null，不需要抢占锁，直接返回instanceif (instance == null) {instance = new Singleton();}}}return instance;}
}

双重检查锁模式在多线程的情况下，可能会出现空指针问题，出现问题的原因是JVM在实例化对象的时候会进行优化和指令重排序操作。

要解决双重检查锁模式带来空指针异常的问题，只需要使用volatile关键字，volatile关键字可以保证可见性和有序性。

package per.mjn.pattern.singleton.demo4;/*** 双重检查锁方式*/
public class Singleton {// 私有构造方法private Singleton() {}// 声明Singleton类型的变量instanceprivate static volatile Singleton instance;// 获取唯一可用的对象public static Singleton getInstance() {// 第一次判断，如果instance的值不为null，不需要抢占锁，直接返回instanceif (instance == null) {synchronized (Singleton.class) {// 第二次判断，如果instance的值不为null，不需要抢占锁，直接返回instanceif (instance == null) {instance = new Singleton();}}}return instance;}
}

添加volatile关键字之后的双重检査锁模式是一种比较好的单例实现模式，能够保证在多线程的情况下线程安全也不会有性能问题。

静态内部类方式

静态内部类单例模式中实例由内部类创建，由于在加载外部类的过程中，是不会加载静态内部类的，只有内部类的属性/方法被调用时才会被加载，并初始化其静态属性。静态属性由于被 static 修饰，保证只被实例化一次，并且严格保证实例化顺序。

package per.mjn.pattern.singleton.demo5;/*** 静态内部类方式*/
public class Singleton {// 私有构造方法private Singleton() {}// 定义一个静态内部类private static class SingletonHolder {// 在内部类中声明并初始化外部类的对象private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();}// 提供公共的访问方式public static Singleton getInstance() {return SingletonHolder.INSTANCE;}
}