Java 單例模式（Singleton Pattern）詳解

🌟 什么是單例模式？

單例模式確保一個類只有一個實例，并提供一個全局訪問點來訪問它。

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🧠 使用場景

• 配置管理類（如讀取配置文件）
• 日志工具類（如 Log4j 的 Logger）
• 數據庫連接池
• 緩存管理
• 線程池

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? 實現方式（Java）

方式一：餓漢式（類加載時就實例化）

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

• 優點：簡單、線程安全
• 缺點：類加載時就創建實例，可能浪費資源

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方式二：懶漢式（線程不安全）

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

• 缺點：多線程環境會創建多個實例

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方式三：懶漢式 + synchronized（線程安全）

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

• 缺點：加鎖影響性能

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方式四：雙重檢查鎖（DCL）

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;}
}

• 優點：懶加載 + 線程安全 + 性能較好
• volatile 防止指令重排

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方式五：靜態內部類

public class Singleton {private Singleton() {}private static class Holder {private static final Singleton instance = new Singleton();}public static Singleton getInstance() {return Holder.instance;}
}

• 優點：利用 JVM 機制，線程安全 + 懶加載 + 高性能

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方式六：枚舉實現（最推薦）

public enum Singleton {INSTANCE;public void doSomething() {System.out.println("Doing something...");}
}

• 優點：防反射、防反序列化、天然線程安全
• 缺點：不能延遲加載

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🔐 防止反射與反序列化破壞單例

防反射

private Singleton() {if (instance != null) {throw new RuntimeException("反射破壞單例！");}
}

防反序列化

private Object readResolve() {return instance;
}

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📌 各方式對比

實現方式	是否懶加載	是否線程安全	推薦度
餓漢式	否	是	★★
懶漢式	是	否	★
synchronized	是	是	★★
DCL	是	是	★★★★
靜態內部類	是	是	★★★★★
枚舉	否	是	★★★★★（最安全）