Java Singleton 模式是一種廣泛使用的設計模式，它保證一個類只有一個實例并為其提供全局訪問點。 將其視為監(jiān)督團隊的單一經(jīng)理 - 只有一個經(jīng)理，每個人都通過該單一聯(lián)系點進行交互。 本文將詳細介紹該模式在 Java 中的實現(xiàn)和各種方法。

為什么使用單例模式？

• 保證單個實例： 確保應用程序中僅存在一個類的一個實例。這對于管理數(shù)據(jù)庫連接（避免過多的連接創(chuàng)建和破壞）或打印機后臺處理程序（防止用戶之間的沖突）等資源至關重要。
• 全局訪問點： 為實例提供單個、隨時可用的訪問點。
• 資源管理：高效管理共享資源，例如配置、日志系統(tǒng)或線程池。

如何在 Java 中實現(xiàn)單例模式

存在多種方法，每種方法都有自己的權衡：

1。延遲初始化： 僅在第一次需要時創(chuàng)建實例。

import java.io.Serializable;

public class LazySingleton implements Serializable {
    private static LazySingleton instance;

    private LazySingleton() {
        if (instance != null) {
            throw new IllegalStateException("Instance already created");
        }
    }

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

    private Object readResolve() {
        return getInstance();
    }
}

2。線程安全單例： 使用 synchronized 確保實例創(chuàng)建過程中的線程安全。

import java.io.*;

public class ThreadSafeSingleton implements Serializable {
    private static final long serialVersionUID = 1L;
    private static ThreadSafeSingleton instance;

    private ThreadSafeSingleton() {
        if (instance != null) {
            throw new IllegalStateException("Instance already created");
        }
    }

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

    private Object readResolve() {
        return getInstance();
    }
}

3。雙重檢查鎖定：通過最小化同步開銷來優(yōu)化線程安全。

import java.io.*;

public class DoubleCheckedLockingSingleton implements Serializable {
    private static final long serialVersionUID = 1L;
    private static volatile DoubleCheckedLockingSingleton instance;

    private DoubleCheckedLockingSingleton() {
        if (instance != null) {
            throw new IllegalStateException("Instance already created");
        }
    }

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

    private Object readResolve() {
        return getInstance();
    }
}

4。 Bill Pugh Singleton（推薦）： 使用靜態(tài)內(nèi)部類來確保延遲初始化和線程安全。

import java.io.*;

public class BillPughSingleton implements Serializable {
    private static final long serialVersionUID = 1L;

    private BillPughSingleton() {
        if (SingletonHelper.INSTANCE != null) {
            throw new IllegalStateException("Instance already created");
        }
    }

    private static class SingletonHelper {
        private static final BillPughSingleton INSTANCE = new BillPughSingleton();
    }

    public static BillPughSingleton getInstance() {
        return SingletonHelper.INSTANCE;
    }

    private Object readResolve() {
        return getInstance();
    }
}

5。枚舉單例（現(xiàn)代方法）： 利用枚舉固有的線程安全性和序列化處理。 由于其簡單性和穩(wěn)健性，這通常被認為是最好的方法。

public enum EnumSingleton {
    INSTANCE;

    public void showMessage() {
        System.out.println("Hello from Enum Singleton!");
    }
}

單例實現(xiàn)總結

• 延遲初始化：簡單，但需要額外處理線程安全和序列化。
• 線程安全單例：線程安全，但由于同步可能會產(chǎn)生性能開銷。
• 雙重檢查鎖定：比基本線程安全方法提高了性能。
• Bill Pugh Singleton： 優(yōu)雅且高效，通常因其簡單性和線程安全性而受到青睞。
• Enum Singleton： 最簡潔、最強大的解決方案，利用 Java 的內(nèi)置功能。 通常推薦用于現(xiàn)代 Java 開發(fā)。

以上是理解 Java 中的單例模式的詳細內(nèi)容。更多信息請關注PHP中文網(wǎng)其他相關文章！