Java 单例模式

Java 中实现单例模式（Singleton Pattern）主要有以下几种方式，每种方式都有各自的优缺点。下面是对常见实现方式的总结和对比：

🧩 一、饿汉式（Eager Initialization）

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

    private Singleton() {}

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

✅ 优点：

• 实现简单。
• 类加载时即创建实例，线程安全。
• 不会出现多线程问题。

❌ 缺点：

• 资源浪费：类加载时就实例化，可能实际不需要用到该实例。

🧊 二、懒汉式（Lazy Initialization，非线程安全）

public class Singleton {
    private static Singleton instance;

    private Singleton() {}

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

✅ 优点：

• 延迟加载：只有在第一次调用时才创建实例。

❌ 缺点：

• 线程不安全，多线程环境下可能会创建多个实例。

🧵 三、懒汉式（线程安全，加锁）

public class Singleton {
    private static Singleton instance;

    private Singleton() {}

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

✅ 优点：

• 线程安全。
• 实现简单。

❌ 缺点：

• 性能低：每次调用 getInstance() 都要加锁，影响性能。

💡 四、双重检查锁（Double-Checked Locking）

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;
    }
}

✅ 优点：

• 线程安全。
• 性能较好，只在第一次创建实例时加锁。

❌ 缺点：

• 实现复杂，需使用 volatile 防止指令重排。

🧘 五、静态内部类（推荐方式）

public class Singleton {
    private Singleton() {}

    private static class Holder {
        private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
    }

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

✅ 优点：

• 延迟加载。
• 线程安全。
• 性能好，无需同步。
• 实现简单。

❌ 缺点：

• 无明显缺点，属于推荐方式。

🔐 六、枚举实现（最安全、最简单）

public enum Singleton {
    INSTANCE;

    public void doSomething() {
        // ...
    }
}

✅ 优点：

• 天生线程安全。
• 防止反射和反序列化攻击。
• 简洁优雅。

❌ 缺点：

• 不支持延迟加载。
• 形式上不同于传统类写法，某些场景下不适用（如需要继承）。

📊 对比总结表：

实现方式	线程安全	是否懒加载	性能	是否推荐
饿汉式	✅	❌	高	❌
懒汉式（非线程）	❌	✅	高	❌
懒汉式（同步方法）	✅	✅	低	❌
双重检查锁	✅	✅	高	✅
静态内部类	✅	✅	高	✅✅✅
枚举实现	✅	❌	高	✅✅✅

✅ 推荐使用：

• 如果可以不使用延迟加载 ➤ 枚举方式（最安全）
• 如果需要延迟加载 ➤ 静态内部类方式