Java设计模式3：单例模式

最新推荐文章于 2025-09-03 14:47:44 发布

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本文深入解析单例模式，包括其定义、特点及应用场景，并详细介绍了饿汉式、懒汉式和双重检索式三种常见实现方式。

前言：

单例模式是一种常用的软件设计模式，在我们项目与所用到的各种框架中会经常见到。本文就详细介绍下，几种单例模式的常见写法。

一、单例模式：

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。每台计算机可以有若干个打印机，但只能有一个Printer Spooler，以避免两个打印作业同时输出到打印机中。每台计算机可以有若干通信端口，系统应当集中管理这些通信端口，以避免一个通信端口同时被两个请求同时调用。总之，选择单例模式就是为了避免不一致状态。

二、单例模式特点：

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。

单例模式保证了全局对象的唯一性，比如系统启动读取配置文件就需要单例保证配置的一致性。

下面就介绍下单例模式的三种写法，饿汉式、懒汉式、双重检索式。其他的静态内部类的方式、静态代码块的方式、enum枚举的方式也都可以，不过异曲同工，这里只介绍前面三种比较常见的。

第一种：饿汉式

顾名思义，饿汉式，就是使用类的时候不管用的是不是类中的单例部分，都直接创建出单例类，看一下饿汉式的写法：

/**
 * <pre>
 *    @author : orange
 *    @e-mail : 495314527@qq.com
 *    @time   : 2018/9/29 11:15
 *    @desc   : 饿汉式单例
 *    @version: 1.0
 * </pre>
 */
public class HungrySingleton {

    private static HungrySingleton hungrySingleton = new HungrySingleton();

    private HungrySingleton(){}

    public static HungrySingleton getHungrySingleton(){
        return hungrySingleton;
    }
}

这就是饿汉式单例模式的写法，也是一种比较常见的写法。这种写法会不会造成竞争，引发线程安全问题呢？答案是不会。可能有人会觉得奇怪：

代码的第3行（private static HungrySingleton hungrySingleton = new HungrySingleton();），CPU执行线程A，实例化一个HungrySingleton，没有实例化完，CPU就从线程A切换到线程B了，线程B此时也实例化这个HungrySingleton，然后HungrySingleton被实例化出来了两次，有两份内存地址，不就有线程安全问题了吗？

没关系，我们完全不需要担心这个问题，JDK已经帮我们想到了。Java虚拟机2：Java内存区域及对象，文中可以看一下对象创建这一部分，没有写得很详细，其实就是"虚拟机采用了CAS配上失败重试的方式保证更新更新操作的原子性和TLAB两种方式来解决这个问题"。

第二种：懒汉式

只有当单例类用到的时候才会去创建这个单例类，看一下懒汉式的写法：

/**
 * <pre>
 *    @author : orange
 *    @e-mail : 495314527@qq.com
 *    @time   : 2018/9/29 11:24
 *    @desc   : 懒汉式单例  线程不安全，很少用
 *    @version: 1.0
 * </pre>
 */
public class LazySingleton {

    private static LazySingleton singleton = null;

    private LazySingleton(){}

    public static LazySingleton getSingleton(){

        if(null == singleton){
            singleton =  new LazySingleton();
        }
        return singleton;
    }
}

懒汉式单例模式这种写法在多线程环境下会产生多个single对象，所以是线程不安全的，一般都很少用。下面的双重检索模式其实就是对这种线程不安全的改造。

第三种：双重检索式

/**
 * <pre>
 *    @author : orange
 *    @e-mail : 495314527@qq.com
 *    @time   : 2018/9/29 11:28
 *    @desc   : 双重检索方式，线程安全
 *    @version: 1.0
 * </pre>
 */
public class DoubleCheckLockSingleton {

    private static DoubleCheckLockSingleton singleton = null;

    private DoubleCheckLockSingleton(){}

    public static DoubleCheckLockSingleton getSingleton(){

        if(null == singleton){
            synchronized (DoubleCheckLockSingleton.class){
                if(null == singleton){
                    singleton =  new DoubleCheckLockSingleton();                }
            }
        }

        return singleton;
    }

}