单例设计模式：饿汉与懒汉的故事

闲谈

2023-12-12 12:03:42

单例设计模式概述

在软件设计中，我们经常会遇到需要确保某个类只有一个实例的情况，例如，数据库连接池、缓存系统、日志系统等。为了解决这个问题，我们可以使用单例设计模式。

单例设计模式是一种创建型设计模式，它确保某个类只有一个实例，并提供一个访问它的全局访问点。这意味着，无论我们从程序中的哪个地方访问这个类，我们都将始终得到同一个实例。

饿汉模式

饿汉模式是一种简单的单例设计模式实现。它在类加载的时候就创建好唯一的实例，并将其存储在静态变量中。这意味着，无论何时访问该类，我们都将直接得到这个唯一的实例。

饿汉模式的优点是简单易懂，并且线程安全。因为在类加载的时候就创建好实例，所以不需要考虑多线程并发访问的问题。

饿汉模式的缺点是，无论是否需要，都会在类加载的时候创建实例。这可能会浪费资源，特别是当实例很重的时候。

懒汉模式

懒汉模式是一种延迟创建单例实例的单例设计模式实现。它只有在第一次访问该类的时候才创建实例，并将其存储在静态变量中。这意味着，如果我们从未访问过该类，那么实例将不会被创建。

懒汉模式的优点是，只有在需要的时候才创建实例，从而节省了资源。

懒汉模式的缺点是，需要考虑多线程并发访问的问题。因为在第一次访问该类的时候才创建实例，所以如果有多个线程同时访问该类，那么可能会创建多个实例。为了解决这个问题，我们需要使用同步机制来确保只有一个线程能够创建实例。

饿汉模式与懒汉模式的比较

特性	饿汉模式	懒汉模式
实例创建时机	类加载时	第一次访问时
线程安全	是	否（需要同步机制）
资源消耗	无论是否需要都会创建实例	只有在需要时才创建实例

何时使用饿汉模式和懒汉模式

饿汉模式和懒汉模式都是单例设计模式的常见实现方式，但它们各有优缺点，适用场景也不同。

饿汉模式简单易懂，并且线程安全，适用于实例很轻、并且需要在类加载的时候就创建实例的情况。

懒汉模式只有在需要的时候才创建实例，适用于实例很重、并且不需要在类加载的时候就创建实例的情况。

Java中的单例设计模式实现

在Java中，我们可以使用以下代码来实现饿汉模式：

public class Singleton {

    private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();

    private Singleton() {
    }

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

我们可以使用以下代码来实现懒汉模式：

public class Singleton {

    private static Singleton instance;

    private Singleton() {
    }

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