单例设计模式的精髓

2023-11-30 05:05:22

在软件开发中，单例模式是一种确保类在应用程序中只被实例化一次的设计模式。这种模式的运用广泛，从维护全局配置到管理数据库连接，它为系统提供了控制和管理资源的有效方式。

单例设计模式的实现方式有多种，其关键要素在于：

线程安全： 在多线程环境中，确保实例化是线程安全的。
延迟加载： 直到需要时才创建实例，优化应用程序启动时间。
加锁： 使用锁机制来防止并行创建多个实例。

实现策略

1. 饿汉式加载（线程安全）

饿汉式加载会在类加载时立即创建实例，从而保证线程安全。

public class Singleton {

    private static Singleton instance = new Singleton();

    private Singleton() {}

    public static Singleton getInstance() {
        return instance;
    }
}

2. 懒汉式加载（线程不安全）

懒汉式加载会在第一次调用 getInstance() 方法时创建实例，性能较好但线程不安全。

public class Singleton {

    private static Singleton instance;

    private Singleton() {}

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

3. 双重检查锁（线程安全）

双重检查锁在懒汉式加载的基础上增加了锁机制，保证线程安全。

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;
    }
}

4. 静态内部类（线程安全）

静态内部类在加载外部类时不会创建实例，直到调用内部类时才创建，保证延迟加载和线程安全。

public class Singleton {

    private Singleton() {}

    private static class SingletonHolder {
        private static Singleton instance = new Singleton();
    }

    public static Singleton getInstance() {
        return SingletonHolder.instance;
    }
}