java单例设计模式

单例设计模式:对外只能得到一个对象的设计模式.

 

单例模式有以下特点:
1、单例类只能有一个实例。
2、单例类必须自己创建自己的唯一实例。
3、单例类必须给所有其他对象提供这一实例。
单例模式确保某个类只有一个实例,而且自行实例化并向整个系统提供这个实例。在计算机系统中,线程池、缓存、日志对象、对话框、打印机、显卡的驱动程序对象常被设计成单例。这些应用都或多或少具有资源管理器的功能。
 

 

 单例设计模式的实现方式主要有两种:

  A:懒汉式

   操作步骤:

    1.声明一个私有的静态的本类类型的对象

    2.构造函数私有化

    3.提供一个公有的静态的本类类型的方法返回本类类型的对象,

     返回之前判断之前是否实例化过本类类型的对象,如果没有实例化

     则实例化对象,如果已经实例化完成了,则直接返回.

   

//懒汉式设计代码的模板
class Person{
 private static  Person instance;
 private Person(){
  System.out.println("===private Person()====");
 }
 public static Person getInstance(){
  if(instance==null){
    instance=new Person();
    System.out.println("创建一次");
  }
  return instance;
 }
}

调用
public class stongTest {
  public static void main(String[] ages){
    Singleton a=Singleton.getInstance();
    Singleton b=Singleton.getInstance();
    if(a==b){
      System.out.println("同一个对象");
    }else{
      System.out.println("不同的对象");
    }
  }
}

  B:饿汉式

   操作步骤:

    1.声明一个私有的静态的最终的本类类型的对象并实例化;

    2.构造函数私有化

    3.提供一个公有的静态的本类类型的方法返回本类类型的对象

//饿汉式设计代码的模板
class Person{
 private static final Person instance=new Person();
 private Person(){
  System.out.println("===private Person()====");
 }
 public static Person getInstance(){
  return instance;
 }
}
class TestSingleInstanceDemo07{
 public static void main(String[] args){
  Person p1=Person.getInstance();
  Person p2=Person.getInstance();
  System.out.println("p1==p2的值:"+(p1==p2));
 }
}


https://www.cnblogs.com/chenxuyuan/articles/5017795.html

### Java 单例设计模式的实现与使用 #### 1. **单例设计模式概述** 单例设计模式是一种创建型设计模式,其核心目标是确保一个类在整个应用程序生命周期中只有一个实例,并提供一个全局访问点来获取这个实例[^2]。这种模式通常用于需要控制资源分配的场景,例如数据库连接池、线程池等。 --- #### 2. **单例模式的核心特性** - **唯一性**:单例类只能有一个实例。 - **自我管理**:单例类负责创建并维护自身的唯一实例。 - **全局访问**:通过静态方法或其他机制向外界提供对该唯一实例的访问[^4]。 --- #### 3. **常见实现方式** ##### (1) **饿汉式(Eager Initialization)** 饿汉式是最简单的一种单例模式实现方式。在类加载时就初始化实例,因此不存在线程安全问题。 ```java public class Singleton { // 静态变量保存唯一实例 private static final Singleton instance = new Singleton(); // 私有构造函数防止外部实例化 private Singleton() {} // 提供全局访问点 public static Singleton getInstance() { return instance; } } ``` 这种方式的优点是实现简单,缺点是无论是否需要用到该实例都会提前创建,可能会浪费资源[^5]。 --- ##### (2) **懒汉式(Lazy Initialization)** 懒汉式只有在第一次调用 `getInstance()` 方法时才会创建实例,适用于延迟加载的场景。 ```java public class Singleton { // 使用 volatile 关键字保证多线程环境下的可见性和有序性 private static volatile Singleton instance; // 私有构造函数防止外部实例化 private Singleton() {} // 双重检查锁定(Double-Checked Locking) public static Singleton getInstance() { if (instance == null) { // 第一次检查 synchronized (Singleton.class) { if (instance == null) { // 第二次检查 instance = new Singleton(); } } } return instance; } } ``` 这种方法解决了资源浪费的问题,但引入了双重检查锁机制以确保线程安全性[^5]。 --- ##### (3) **静态内部类实现** 静态内部类的方式既实现了延迟加载,又避免了同步带来的性能开销。 ```java public class Singleton { // 私有构造函数防止外部实例化 private Singleton() {} // 定义静态内部类,在首次调用 getInstance() 时才加载 private static class SingletonHolder { private static final Singleton INSTANCE = new Singleton(); } // 提供全局访问点 public static Singleton getInstance() { return SingletonHolder.INSTANCE; } } ``` 这种方式利用 JVM 的类加载机制保证了线程安全,同时实现了按需加载[^5]。 --- ##### (4) **枚举实现** 枚举实现被认为是最佳实践之一,因为它不仅简洁明了,还能天然抵抗反射攻击和序列化破坏。 ```java public enum SingletonEnum { INSTANCE; private String data; public String getData() { return data; } public void setData(String data) { this.data = data; } } ``` 枚举类型的单例天生具备线程安全性和反序列化的保护能力[^3]。 --- #### 4. **应用场景** - 数据库连接池:确保多个模块共享同一个连接池实例。 - 日志记录器:集中管理和输出日志信息。 - 配置管理器:统一读取和解析配置文件的内容。 - 线程池:合理分配有限的线程资源。 --- #### 5. **注意事项** - **线程安全**:对于懒汉式和其他动态加载的实现方式,必须考虑并发环境下可能产生的问题。 - **序列化与反序列化**:如果单例类支持序列化/反序列化功能,应重写 `readResolve` 方法以防止多次实例化。 - **反射攻击**:可以通过将构造函数声明为私有,并抛出异常的方式来阻止非法实例化。 --- ### 示例代码总结 以下展示了四种不同实现方式的对比: | 实现方式 | 是否延迟加载 | 线程安全 | 复杂度 | |----------------|--------------|------------------|--------| | 饿汉式 | 否 | 是 | ★ | | 懒汉式 | 是 | 需要额外处理 | ★★ | | 静态内部类 | 是 | 自然线程安全 | ★★★ | | 枚举实现 | 是 | 最佳实践 | ★★★★ | ---
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