java单例设计模式-饿汉式-懒汉式[参照].pdf

单例设计模式是一种常用的设计模式，它确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点来获取这个实例。在Java中，单例模式有两种常见的实现方式：饿汉式和懒汉式。 1. **饿汉式**： 饿汉式单例在类加载时即创建了实例，因此它是线程安全的。这种方式保证了类加载后就立即初始化单例对象，避免了多线程环境下的同步问题。饿汉式的实现通常如下： ```java public class Singleton { private static final Singleton INSTANCE = new Singleton(); private Singleton() {} public static Singleton getInstance() { return INSTANCE; } } ``` 这种方式被称为预先加载，因为它在类加载时就完成了实例化，所以无论何时调用`getInstance()`，都会返回相同的实例。 2. **懒汉式**： 懒汉式单例是在首次调用`getInstance()`方法时才创建实例，因此称为延迟加载。然而，非线程安全的懒汉式在多线程环境下可能会创建多个实例。简单的懒汉式实现如下： ```java public class Singleton { private static Singleton instance; private Singleton() {} public static synchronized Singleton getInstance() { if (instance == null) { instance = new Singleton(); } return instance; } } ``` 这里，`synchronized`关键字确保了在同一时刻只有一个线程能够进入`getInstance()`方法，解决了线程安全问题。然而，这种同步方式会影响性能，因为每次调用都需要进行同步，即使对象已经创建。 在多线程环境中，如果不对懒汉式进行同步处理，可能会导致多个线程同时进入`getInstance()`方法，从而创建多个实例。而饿汉式由于在类加载时就已经创建了实例，因此不受多线程影响。 为了解决懒汉式的线程安全问题，可以采用双重检查锁定（Double-Check Locking）策略，这是一种更高效的实现方式： ```java public class Singleton { private volatile static Singleton instance; private Singleton() {} public static Singleton getInstance() { if (instance == null) { synchronized (Singleton.class) { if (instance == null) { instance = new Singleton(); } } } return instance; } } ``` 这里，`volatile`关键字确保了多线程环境下的可见性和有序性，第一次检查可以在不加锁的情况下进行，只有在`instance`为`null`时才需要同步创建。这减少了同步的开销，提高了性能。 总结： - 单例模式的关键在于限制实例化过程，确保类只有一个实例。 - 饿汉式在类加载时就创建实例，线程安全，但可能会造成不必要的资源浪费（如果从未使用过单例）。 - 懒汉式在首次需要时创建实例，但原始的实现不线程安全，需通过同步或其他机制确保线程安全。 - 双重检查锁定是懒汉式的优化版本，兼顾了线程安全和性能。