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Java如何设计单例模式 Java单例的六种实现方式对比

蓮花仙者

蓮花仙者

发布时间:2025-07-18 09:19:01

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来源于php中文网

原创

单例模式在java中有6种常见实现方式,各有适用场景。1. 饿汉式:类加载时即创建实例,线程安全但不支持延迟加载,适合性能要求高、创建成本低的对象;2. 懒汉式:首次调用时创建,需加锁保证线程安全,适合并发不高场景;3. 双重检查锁定:仅首次创建时加锁,结合volatile关键字防止重排序,兼顾性能与安全,广泛采用;4. 静态内部类:利用类加载机制实现线程安全延迟加载,推荐使用;5. 枚举方式:语法简洁,天然防反射和反序列化破坏单例,适合不介意枚举写法的情况;6. 容器或spring框架管理:通过@component或@service声明,由框架负责生命周期和依赖注入,适合大型项目或基于spring的应用。选择依据包括是否需要延迟加载、并发控制及是否使用框架等因素。

Java如何设计单例模式 Java单例的六种实现方式对比

单例模式在Java中非常常见,主要目的是确保一个类只有一个实例,并提供全局访问点。设计单例的关键在于控制实例的创建方式,同时兼顾线程安全、延迟加载和性能。

Java如何设计单例模式 Java单例的六种实现方式对比

饿汉式:简单直接但不延迟加载

饿汉式是最基础的实现方式,在类加载时就完成初始化,因此是线程安全的。

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

    private Singleton() {}

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

优点是写法简单、没有线程同步问题;缺点是类加载时就创建实例,即使从未使用也会占用资源。适用于对性能要求高、对象创建成本低的场景。

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Java如何设计单例模式 Java单例的六种实现方式对比

懒汉式:延迟加载但需要处理线程安全

懒汉式是在第一次调用 getInstance() 时才创建实例,能节省内存资源。

public class Singleton {
    private static Singleton instance;

    private Singleton() {}

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

这里用了 synchronized 来保证线程安全,但每次调用 getInstance() 都要加锁,性能会受影响。如果你的应用并发不高,这种方式足够用。

Java如何设计单例模式 Java单例的六种实现方式对比

双重检查锁定(Double-Checked Locking):兼顾性能与线程安全

这是懒汉式的优化版本,只在第一次创建实例时加锁,后续不再加锁。

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;
    }
}

关键点是使用了 volatile 关键字防止指令重排序。这个方法在大多数项目中被广泛采用,适合需要延迟加载又希望性能良好的场景。

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静态内部类:推荐使用的方式之一

利用 Java 的类加载机制来实现线程安全的懒加载。

public class Singleton {
    private Singleton() {}

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

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

只有在调用 getInstance() 时才会加载内部类,从而创建实例,既保证了线程安全,又避免了同步带来的性能损耗。这是目前比较推荐的做法。


枚举方式:最简洁且防反射破坏的方式

枚举天然支持单例,并且可以防止通过反射破坏单例。

public enum Singleton {
    INSTANCE;

    public void doSomething() {
        // 业务逻辑
    }
}

使用方式是 Singleton.INSTANCE.doSomething();。它不仅能防止多线程问题,还能防止反序列化生成新对象的问题。如果你不介意用枚举写法,这是一种非常干净的实现方式。


使用容器或Spring框架管理单例

实际开发中,尤其是基于 Spring 的项目,通常不需要手动实现单例。Spring 容器默认就是单例作用域(Scope),只需要将 Bean 声明为 @Component@Service 即可。

@Service
public class MyService {
    // ...
}

这种方式由框架统一管理生命周期和依赖注入,更便于维护和测试。对于大型项目来说,交给容器管理比手动实现更可靠。


基本上就这些。不同的实现方式各有适用场景,选哪种取决于你是否需要延迟加载、是否担心并发、是否使用框架等。

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