单例模式 | 个人博客

单例模式（Singleton Pattern）是 Java 中最简单的设计模式之一。这种类型的设计模式属于创建型模式，它提供了一种创建对象的最佳方式。

这种模式涉及到一个单一的类，该类负责创建自己的对象，同时确保只有单个对象被创建。这个类提供了一种访问其唯一的对象的方式，可以直接访问，不需要实例化该类的对象。

单例模式的实现方式

饿汉式

延迟初始化：否
多线程安全：是

优点：没有加锁，执行效率会提高。
缺点：类加载时就初始化，浪费内存。

public class Singleton {
    private static Singleton instance = new Singleton();

    private Singleton (){}

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

它基于 classloader 机制避免了多线程的同步问题，不过，instance 在类装载时就实例化，虽然导致类装载的原因有很多种，在单例模式中大多数都是调用 getInstance 方法，但是也不能确定有其他的方式（或者其他的静态方法）导致类装载，这时候初始化 instance 显然没有达到 lazy loading 的效果。

双检锁/双重校验锁 DCL

延迟初始化：是
多线程安全：是

public class Singleton {
    private volatile static Singleton singleton;

    private Singleton (){}

    public static Singleton getSingleton() {
        if (singleton == null) {
            synchronized (Singleton.class) {
                if (singleton == null) {
                    singleton = new Singleton();
                }
            }
        }
        return singleton;
    }
}

这种方式采用双锁机制，安全且在多线程情况下能保持高性能。这里必须添加volatile 关键字，使得该实例对其他线程可见，不然会有小概率导致多线程不安全，具体出现的情况有可能是空指针异常。一个线程已经已经将singleton 的引用指向了一块内存地址，但是对象还为空，但其它线程不可见，判断不为null就直接返回了。

登记式/静态内部类

延迟初始化：是
多线程安全：是

public class Singleton {
    private static class SingletonHolder {
        private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
    }
    private Singleton (){}  
    public static final Singleton getInstance() {
        return SingletonHolder.INSTANCE;
    }
}

这种方式能达到双检锁方式一样的功效，但实现更简单。对静态域使用延迟初始化，应使用这种方式而不是双检锁方式。这种方式只适用于静态域的情况，双检锁方式可在实例域需要延迟初始化时使用。
这种方式同样利用了 classloader 机制来保证初始化 instance 时只有一个线程，它跟第 1 种方式不同的是：第 1 种方式只要 Singleton 类被装载了，那么 instance 就会被实例化（没有达到 lazy loading 效果），而这种方式是 Singleton 类被装载了，instance 不一定被初始化。因为 SingletonHolder 类没有被主动使用，只有通过显式调用 getInstance 方法时，才会显式装载 SingletonHolder 类，从而实例化 instance。想象一下，如果实例化 instance 很消耗资源，所以想让它延迟加载，另外一方面，又不希望在 Singleton 类加载时就实例化，因为不能确保 Singleton 类还可能在其他的地方被主动使用从而被加载，那么这个时候实例化 instance 显然是不合适的。这个时候，这种方式相比第 1 种方式就显得很合理。