单例模式的五种实现方式及优缺点

单例模式是一种设计模式，确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点来访问该实例。在Java中，单例模式的实现有多种方式，每种方式都有其优缺点和适用场景。以下是一些常见的单例模式实现方式及其代码示例：

1. 饿汉式（Eager Singleton）

饿汉式在类加载时就创建实例，线程安全，但可能会浪费资源。

public class EagerSingleton {
private static final EagerSingleton instance = new EagerSingleton();

private EagerSingleton() {}

public static EagerSingleton getInstance() {
    return instance;
}

}

2. 懒汉式（Lazy Singleton）

懒汉式在第一次调用时创建实例，线程不安全，需要加锁以保证线程安全。

public class LazySingleton {
private static LazySingleton instance;

private LazySingleton() {}

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

}

3. 双重检查锁（Double-Checked Locking）

双重检查锁在懒汉式的基础上进行了优化，减少了锁的开销，但仍然存在线程安全问题。

public class DoubleCheckedLockingSingleton {
private static volatile DoubleCheckedLockingSingleton instance;

private DoubleCheckedLockingSingleton() {}

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

}

4. 静态内部类（Static Inner Class）

静态内部类利用了Java的类加载机制，实现了延迟加载和线程安全。

public class StaticInnerClassSingleton {
private StaticInnerClassSingleton() {}

private static class SingletonHolder {
    private static final StaticInnerClassSingleton INSTANCE = new StaticInnerClassSingleton();
}

public static StaticInnerClassSingleton getInstance() {
    return SingletonHolder.INSTANCE;
}

}

5. 枚举（Enum）

枚举是实现单例模式的最佳方式，简洁且线程安全。

public enum EnumSingleton {
INSTANCE;

public void someMethod() {
    // 方法实现
}

}

总结

• 饿汉式：简单直接，但可能浪费资源。
• 懒汉式：延迟加载，但需要加锁，可能导致性能问题。
• 双重检查锁：优化了懒汉式，减少了锁的开销，但仍需注意线程安全问题。
• 静态内部类：延迟加载且线程安全，推荐使用。
• 枚举：简洁且线程安全，推荐在Java中使用。
每种实现方式都有其适用的场景和优缺点，选择合适的单例模式实现方式可以提高代码的性能和可维护性。