理解 Java 中的单例模式
Java Singleton 模式是一种广泛使用的设计模式,它保证一个类只有一个实例并为其提供全局访问点。 将其视为监督团队的单一经理 - 只有一个经理,每个人都通过该单一联系点进行交互。 本文将详细介绍该模式在 Java 中的实现和各种方法。
为什么使用单例模式?
- 保证单个实例: 确保应用程序中仅存在一个类的一个实例。这对于管理数据库连接(避免过多的连接创建和破坏)或打印机后台处理程序(防止用户之间的冲突)等资源至关重要。
- 全局访问点: 为实例提供单个、随时可用的访问点。
- 资源管理:高效管理共享资源,例如配置、日志系统或线程池。
如何在 Java 中实现单例模式
存在多种方法,每种方法都有自己的权衡:
1。延迟初始化: 仅在第一次需要时创建实例。
import java.io.Serializable; public class LazySingleton implements Serializable { private static LazySingleton instance; private LazySingleton() { if (instance != null) { throw new IllegalStateException("Instance already created"); } } public static LazySingleton getInstance() { if (instance == null) { instance = new LazySingleton(); } return instance; } private Object readResolve() { return getInstance(); } }
2。线程安全单例: 使用 synchronized
确保实例创建过程中的线程安全。
import java.io.*; public class ThreadSafeSingleton implements Serializable { private static final long serialVersionUID = 1L; private static ThreadSafeSingleton instance; private ThreadSafeSingleton() { if (instance != null) { throw new IllegalStateException("Instance already created"); } } public static synchronized ThreadSafeSingleton getInstance() { if (instance == null) { instance = new ThreadSafeSingleton(); } return instance; } private Object readResolve() { return getInstance(); } }
3。双重检查锁定:通过最小化同步开销来优化线程安全。
import java.io.*; public class DoubleCheckedLockingSingleton implements Serializable { private static final long serialVersionUID = 1L; private static volatile DoubleCheckedLockingSingleton instance; private DoubleCheckedLockingSingleton() { if (instance != null) { throw new IllegalStateException("Instance already created"); } } public static DoubleCheckedLockingSingleton getInstance() { if (instance == null) { synchronized (DoubleCheckedLockingSingleton.class) { if (instance == null) { instance = new DoubleCheckedLockingSingleton(); } } } return instance; } private Object readResolve() { return getInstance(); } }
4。 Bill Pugh Singleton(推荐): 使用静态内部类来确保延迟初始化和线程安全。
import java.io.*; public class BillPughSingleton implements Serializable { private static final long serialVersionUID = 1L; private BillPughSingleton() { if (SingletonHelper.INSTANCE != null) { throw new IllegalStateException("Instance already created"); } } private static class SingletonHelper { private static final BillPughSingleton INSTANCE = new BillPughSingleton(); } public static BillPughSingleton getInstance() { return SingletonHelper.INSTANCE; } private Object readResolve() { return getInstance(); } }
5。枚举单例(现代方法): 利用枚举固有的线程安全性和序列化处理。 由于其简单性和稳健性,这通常被认为是最好的方法。
public enum EnumSingleton { INSTANCE; public void showMessage() { System.out.println("Hello from Enum Singleton!"); } }
单例实现总结
- 延迟初始化:简单,但需要额外处理线程安全和序列化。
- 线程安全单例:线程安全,但由于同步可能会产生性能开销。
- 双重检查锁定:比基本线程安全方法提高了性能。
- Bill Pugh Singleton: 优雅且高效,通常因其简单性和线程安全性而受到青睐。
- Enum Singleton: 最简洁、最强大的解决方案,利用 Java 的内置功能。 通常推荐用于现代 Java 开发。
以上是理解 Java 中的单例模式的详细内容。更多信息请关注PHP中文网其他相关文章!

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