设计模式之单例模式浅谈，懒汉式和饿汉式及其优化和原理

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原创最新推荐文章于 2026-07-10 16:59:01 发布 573 阅读 AI 写同款· GEO 优化 ›

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设计模式之单例模式浅谈

- - 饿汉式
  - 懒汉式

单例模式非常常见,某个对象全局只需要一个实例时,就可以使用单例模式。它的优点也显而易见：

它能够避免对象重复创建，节约空间并提升效率
避免由于操作不同实例导致的逻辑错误

单例模式有两种：饿汉式和懒汉式

饿汉式

变量在声明时便初始化：

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

我们将构造方法定义为private，这就保证了其他类无法实例化此类，必须通过getInstance方法才能获取到唯一的instance实例，非常直观。
但是饿汉式有一个弊端，那就是就算此对象不会被使用，它也会在类加载之后立即创建出来，占用一块内存，并增加初始化的时间。这种饥不择食的创建方式，使得这种模式被称为饿汉式。

懒汉式

public class Singleton {

    private static Singleton instance = null;

    private Singleton() {
    }

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

}

我们先声明了一个初始值为null的instance变量，当需要使用的时候判断此变量是否已经被初始化，没有初始化的话才new一个实例出来。
上述代码的懒汉式单例乍一看没有什么问题，但其实它不是线程安全的。如果有多个线程同一时间调用getInstance方法，instance变量可能会被实例化很多次。
为了保证线程安全，我们需要给判断空过程加上锁：

public class Singleton {

    private static Singleton instance = null;

    private Singleton() {
    }

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

这样就能保证多个线程调用getInstance时，一次最多只有一个线程能够执行判空并new出实例的操作，所以instance只会实例化一次。然而这种写法仍然有问题，当多个线程调用getInstance方法的时候，每次都需要执行synchronized方法，这样会严重影响程序的执行效率。所以更好地做法是在同步化之前，再加上一层检查：

public class Singleton {

    private static Singleton instance = null;

    private Singleton() {
    }

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

这样增加一种检查方法后，如果instance已经被实例化，则不会执行同步化操作，大大提升了程序效率。上面的这种写法也就是我们平时较常用的双检锁方式实现的线程安全的单例模式。

但是这样的懒汉式单例仍然有一个问题，JVM底层为了优化程序运行效率，可能会对我们的代码进行指令重排序。在一些特殊情况下会导致单例模式线程不安全，为了防止这个问题的出现，我们可以给instance变量加上volatile关键字。

除了双检锁方式之外，还有一种比较常见的静态内部类方式保证懒汉式单例的线程安全：

public class Singleton {

    private Singleton() {}

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

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

}

这是很多开发者推荐的一种写法，这种静态内部类方式在Singleton类被装载时并不会立即实例化，而是在需要实例化时，调用getInstance方法，才会装载SingletonInstance类，从而完成对象的实例化。
同时，因为类的静态属性只会在第一次加载类的时候初始化，也就保证了SingletonInstance中的对象只会被实例化一次，并且这个过程也是线程安全的。

虽然我们经常使用这种静态内部类的懒加载方式，但其中的原理不是很容易理解，接来下我们来分析一下为什么这种方法可以实现线程安全的懒加载：
java类的加载过程包括：加载，验证，准备，解析，初始化。初始化阶段即执行类的clinit方法，包括为类的静态变量赋初始值和执行静态代码块中的内容。但不会立即加载内部类。内部类会在使用时才加载。所以当此Singleton类加载时。SingletonHolder并不会被立即加载，所以不会像饿汉式那样占用内存。
另外，java虚拟机规定，当访问一个类的静态字段时，如果该类尚未初始化，则立即初始化此类。当调用Singleton的getInstance方法的时候，由于其中使用了SingletonHolder的静态变量instance，所以这个时候才会去初始化SingletonHolder，在SingletonHolder中new出Singleton对象。这就实现了懒加载。
java虚拟机的设计非常稳定，早就考虑到了多线程并发执行的情况。虚拟机在加载类的clinit方法时，会保证clinit在多线程中被正确的加锁，同步，即使有多个线程同时去初始化一个类，一次也只有一个线程可以执行clinit方法，其他线程都需要阻塞等待，从而保证了线程安全。

懒加载方式在平时非常常见，比如打开我们常用的美团、饿了么、支付宝 app，应用首页会立刻刷新出来，但其他标签页在我们点击到时才会刷新。这样就减少了流量消耗，并缩短了程序启动时间。再比如游戏中的某些模块，当我们点击到时才会去下载资源，而不是事先将所有资源都先下载下来，这也属于懒加载方式，避免了内存浪费。
但懒汉式的缺点就是将程序加载时间从启动时延后到了运行时，虽然启动时间缩短了，但我们浏览页面时就会看到数据的 loading 过程。如果用饿汉式将页面提前加载好，我们浏览时就会特别的顺畅，也不失为一个好的用户体验。比如我们常用的 QQ、微信 app，作为即时通讯的工具软件，它们会在启动时立即刷新所有的数据，保证用户看到最新最全的内容。著名的软件大师 Martin 在《代码整洁之道》一书中也说到：不提倡使用懒加载方式，因为程序应该将构建与使用分离，达到解耦。饿汉式在声明时直接初始化变量的方式也更直观易懂。所以在使用饿汉式还是懒汉式时，需要权衡利弊。
一般的建议是：对于构建不复杂，加载完成后会立即使用的单例对象，推荐使用饿汉式。对于构建过程耗时较长，并不是所有使用此类都会用到的单例对象，推荐使用懒汉式。

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