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Java设计模式:单例模式,干货总结

ccvgpt 2024-08-05 12:27:52 基础教程 36 ℃

单例模式(Singleton Pattern)是软件工程中常用的设计模式之一,它确保一个类只有一个实例,并提供一个全局访问点。单例模式在Java中的实现有多种方式,每种方式都有其适用场景和优缺点。下面本文将从不同的角度介绍单例模式的实现方法,并提供示例代码。

1. 懒汉式(线程不安全)

懒汉式单例模式在第一次调用getInstance()方法时才会创建实例,这种方式简单,但线程不安全。

Java设计模式:单例模式,干货总结

public class Singleton {
    private static Singleton instance;

    private Singleton() {}

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

2. 懒汉式(线程安全)

为了解决线程安全问题,可以在创建实例时使用synchronized关键字。

public class Singleton {
    private static Singleton instance;

    private Singleton() {}

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

3. 饿汉式

饿汉式单例模式在类加载时就创建实例,避免了线程安全问题,但牺牲了一定的性能。

public class Singleton {
    private static final Singleton instance = new Singleton();

    private Singleton() {}

    public static Singleton getInstance() {
        return instance;
    }
}

4. 双重检查锁定(Double-Checked Locking)

双重检查锁定是一种在不牺牲性能的情况下实现线程安全的方法。

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;
    }
}

5. 静态内部类

通过静态内部类实现单例模式,利用了Java的类加载机制来实现线程安全的懒加载。

public class Singleton {
    private Singleton() {}

    public static Singleton getInstance() {
        return SingletonHolder.INSTANCE;
    }

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

6. 枚举实现

使用枚举(enum)是一种简单且线程安全的方式来实现单例模式。

public enum Singleton {
    INSTANCE;

    public void doSomething() {
        // ...
    }
}

7. 使用Java 9的私有构造器和方法引用

Java 9引入了私有构造器和方法引用,可以更简洁地实现单例模式。

public final class Singleton {
    private Singleton() {}

    private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();

    public static Singleton getInstance() {
        return INSTANCE;
    }
}

总结

单例模式的实现方式多样,选择哪种方式取决于具体需求。在多线程环境下,确保线程安全是关键。同时,也要注意单例模式可能导致的代码难以测试和维护的问题。在实际开发中,应根据具体情况选择最合适的实现方式。

以上代码示例仅供参考,实际应用中可能需要根据项目需求进行调整。

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