Java单例模式的实现

饿汉式

线程安全，由jvm类加载时初始化，保证线程安全

public class EagerSingleton {
    // static保证唯一，final保证不可变
    private static final EagerSingleton INSTANCE = new EagerSingleton();
 
    private EagerSingleton(){}
 
    public static EagerSingleton getInstance(){
        return INSTANCE;
    }
}

懒汉式

懒加载，线程不安全，因为实例化对象有个判断的过程，但是可以加个synchronized来保证线程安全。

public class LazySingleton {
    // 由于需要懒加载，不能使用final关键字，需要自己保证安全
    private static LazySingleton INSTANCE;
 
    private LazySingleton() {}
 
    // public static synchronized LazySingleton getInstance() {
    public static LazySingleton getInstance() {
        if(INSTANCE == null){
            INSTANCE = new LazySingleton();
        }
        return INSTANCE;
    }
}

双重检查锁

线程安全，使用 volatile 关键字确保多线程环境下的可见性

public class DoubleCheckSingleton {
    private static volatile DoubleCheckSingleton INSTANCE;
 
    private DoubleCheckSingleton() {}
 
    public static DoubleCheckSingleton getInstance() {
        if (INSTANCE == null) {
            synchronized (DoubleCheckSingleton.class) {
                if (INSTANCE == null){
                    INSTANCE = new DoubleCheckSingleton();
                }
            }
        }
        return INSTANCE;
    }
}

静态内部类

既保证了线程安全，又是延迟加载。

• 将单例实例放在静态内部类中：
  静态内部类在外部类加载时不会初始化，只有在调用 getInstance() 时才会加载并初始化静态内部类，从而实现延迟初始化。
• 利用类加载机制保证线程安全：
  JVM 在加载类时会自动加锁，保证类加载过程的线程安全性，因此静态内部类的初始化是线程安全的。

静态内部类的特性

静态内部类是定义在另一个类内部的静态类。它有以下特点：

• 静态内部类是独立于外部类的：
  静态内部类与外部类的实例无关，可以直接通过外部类名访问。
• 静态内部类在加载时不会初始化：
  静态内部类只有在被主动使用时才会加载和初始化。

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

枚举类

枚举单例的优势

• 线程安全：
  枚举实例的创建由 JVM 保证线程安全，无需额外同步。
• 防止反射破坏单例：
  枚举类的构造函数是私有的，且 JVM 禁止通过反射创建枚举实例。
• 防止序列化破坏单例：
  枚举类的序列化和反序列化由 JVM 保证，不会创建新的实例。
• 代码简洁：
  枚举单例的实现非常简单，只需几行代码。

public enum EnumSingleton {
    INSTANCE; // 单例实例
 
    // 可以添加其他方法和属性
    public void doSomething() {
        System.out.println("Singleton instance is doing something!");
    }
}

扩展一下

public enum Singleton {
    INSTANCE;
 
    private String name;
 
    // 可以添加方法
    public void setName(String name) {
        this.name = name;
    }
 
    public String getName() {
        return name;
    }
 
    public void doSomething() {
        System.out.println("Singleton instance is doing something!");
    }
}

使用示例：

public class Main {
    public static void main(String[] args) {
        Singleton instance = Singleton.INSTANCE;
        instance.setName("Singleton Example");
        System.out.println("Name: " + instance.getName()); // 输出: Name: Singleton Example
        instance.doSomething(); // 输出: Singleton instance is doing something!
    }
}