單例模式

1.餓漢式(線程安全)

package 并發的例子.單例模式;
// 餓漢式單例模式（天然線程安全，但不支持懶加載）
public class Singleton1 {// 1. 靜態成員變量：在類加載階段（JVM層面）就完成實例化//    - static保證全局唯一一份，類加載時由JVM保證線程安全（僅初始化一次）//    - final修飾防止被意外修改，確保實例不可變private static final Singleton1 INSTANCE = new Singleton1();// 2. 私有構造方法：禁止外部通過new創建實例，保證單例唯一性private Singleton1() {}// 3. 公開靜態方法：提供全局訪問點，直接返回已初始化的實例public static Singleton1 getInstance() {return INSTANCE;}// 測試：驗證多次獲取的是否為同一實例public static void main(String[] args) {Singleton1 instance1 = Singleton1.getInstance();Singleton1 instance2 = Singleton1.getInstance();Singleton1 instance3 = Singleton1.getInstance();// 輸出均為true，證明所有引用指向同一個實例System.out.println(instance1 == instance2);System.out.println(instance2 == instance3);System.out.println(instance1 == instance3);}
}

2.懶漢式(通過synchronized修飾獲取實例的方法保證線程安全)

package 并發的例子.單例模式;
// 懶漢式（通過synchronized修飾獲取實例的方法保證線程安全，但由于整個方法加鎖，效率不高性能略差）
public class Singleton2 {// 定義實例對象引用(僅聲明，未創建實例，實現延遲初始化的基礎)private static Singleton2 instance;// 私有構造方法，防止其他類通過new關鍵字創建實例，確保單例唯一性private Singleton2() {}// 公開的靜態方法，用于獲取單例實例// 使用synchronized修飾方法：保證多線程環境下，同一時間只有一個線程能進入方法，避免創建多個實例public static synchronized Singleton2 getInstance() {// 懶加載(延遲加載)：只有當首次調用getInstance()時，才會創建實例對象，節省初始化資源if (instance == null) {instance = new Singleton2();}return instance;}public static void main(String[] args) {// 測試單例模式：多次獲取實例，驗證是否為同一對象Singleton2 s1 = Singleton2.getInstance();Singleton2 s2 = Singleton2.getInstance();Singleton2 s3 = Singleton2.getInstance();// 通過hashCode判斷是否為同一對象（同一對象的hashCode相同）System.out.println(s1.hashCode());System.out.println(s2.hashCode());System.out.println(s3.hashCode());}
}

3.雙重校驗鎖的方式實現單例模式

package 并發的例子.單例模式;// 用雙重校驗鎖的方式實現單例模式
// 簡單說就是：保證整個程序里只有這一個類的對象，而且線程安全、用到時才創建、效率還不錯
public class Singleton3 {// 存單例對象的地方，整個程序就這一個// volatile關鍵字有兩個超能力：// 1. 防止"指令插隊"：創建對象的時候步驟必須是【分配內存→初始化對象→給instance賦值】，不能亂序// 2. 保證"看得見"：一個線程把對象創建好賦值給instance了，其他線程馬上能看到，不會因為緩存犯傻private static volatile Singleton3 instance;// 把構造方法藏起來，不讓外面用new創建對象// 這樣就只能通過我們寫的getInstance方法來拿對象，保證只有一個private Singleton3() {}// 對外提供的拿單例對象的方法，全局就這一個入口public static Singleton3 getInstance() {// 第一次檢查：先快速看看有沒有對象// 要是已經有了，直接返回，不用走后面的復雜流程，省時間if (instance == null) {// 加鎖排隊：多個線程同時到這的時候，只能一個一個來// 鎖的是整個類（Singleton3.class），保證全局就這一把鎖synchronized (Singleton3.class) {// 第二次檢查：進了鎖之后再看一眼// 防止多個線程都通過第一次檢查后，進來重復創建對象// 要是不檢查，線程1創建完，線程2進來又創建，就不是單例了if (instance == null) {// 真正創建對象的地方// 要是沒加volatile，可能出現"對象還沒初始化好，就把半成品給instance"的情況// 加了volatile就保證步驟是【分配內存→初始化對象→給instance賦值】，穩穩的instance = new Singleton3();}}}// 返回單例對象，不管哪個線程來拿，都是同一個return instance;}
}

4.靜態內部類方式實現單例模式【推薦】

package 并發的例子.單例模式;
// 靜態內部類方式實現單例模式【推薦】
// 特點：線程安全（依托類加載機制） + 懶加載（真正用到實例時才加載） + 簡潔高效
public class Singleton4 {// 1. 私有化構造方法//    作用：禁止外部通過 new Singleton4() 創建對象，確保對象只能通過 getInstance() 獲取private Singleton4() {}// 2. 靜態內部類：SingletonHolder//    特點：//    - 靜態內部類不會隨著外部類加載而加載，屬于「懶加載」private static class SingletonHolder {// 3. 靜態內部類中定義單例對象//    - final 保證實例不可變，一旦賦值無法修改//    - 類加載時創建實例，由 JVM 保證線程安全（多線程下不會重復創建）private static final Singleton4 INSTANCE = new Singleton4();}// 4. 對外提供獲取單例的方法public static Singleton4 getInstance() {// 調用此方法時，才會觸發 SingletonHolder 的類加載// 類加載過程中，JVM 會創建 INSTANCE，且保證全局唯一、線程安全return SingletonHolder.INSTANCE;}public static void main(String[] args) {Singleton4 s1 = Singleton4.getInstance();Singleton4 s2 = Singleton4.getInstance();Singleton4 s3 = Singleton4.getInstance();// 通過hashCode判斷是否為同一對象（同一對象的hashCode相同）System.out.println(s1.hashCode());System.out.println(s2.hashCode());System.out.println(s3.hashCode());}
}

1.為什么用靜態內部類？
靜態內部類 SingletonHolder 是 “懶漢”：外部類 Singleton4 加載時，它不會跟著加載，真正調用 getInstance() 時才會加載，實現 “用的時候再創建”（懶加載）。
2.線程安全怎么保證？
JVM 加載類時，會保證 “同一類全局只加載一次”，且加載過程是線程安全的（多線程同時調用 getInstance()，SingletonHolder 也只會加載一次）。
因此 INSTANCE 只會創建一次，天然線程安全。
3.對比其他單例的優勢
比 “餓漢式” 懶：餓漢式類加載時就創建實例，靜態內部類做到了 “用的時候才創建”。
比 “懶漢式（同步方法）” 高效：無需手動加鎖，依托 JVM 類加載機制保證線程安全，性能更好。
4.適合場景
需要 懶加載（延遲初始化），且希望 線程安全、代碼簡潔 的場景。
推薦作為日常開發中 “單例模式” 的首選方案，兼顧性能和安全性。