在Java中编写单例的不同方法

在Java中实现单例模式有多种方法，每种方法在线程安全、性能和初始化时机上有所不同。以下是常见的实现方式及其特点：

1. 饿汉式（Eager Initialization）

特点：类加载时立即初始化，线程安全但可能浪费资源。

public class Singleton {
    private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
    
    private Singleton() {} // 私有构造
    
    public static Singleton getInstance() {
        return INSTANCE;
    }
}

优势：简单、线程安全。缺点：即使未使用也会创建实例，占用内存。

2. 懒汉式（Lazy Initialization）

特点：延迟初始化，但非线程安全。

public class Singleton {
    private static Singleton instance;
    
    private Singleton() {}
    
    public static Singleton getInstance() {
        if (instance == null) {
            instance = new Singleton(); // 多线程下可能重复创建
        }
        return instance;
    }
}

改进（同步方法）：

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

缺点：同步方法性能较差。

3. 双重检查锁（Double-Checked Locking）

特点：延迟初始化 + 线程安全 + 高效。

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;
    }
}

关键点：

volatile 防止指令重排序（避免半初始化对象）。
第一次检查避免不必要的同步。

4. 静态内部类（Holder Pattern）

特点：延迟加载 + 线程安全 + 无同步开销。

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

原理：利用类加载机制保证线程安全，Holder类仅在调用getInstance()时加载。

5. 枚举（Enum）

特点：最简洁的线程安全实现，防止反射攻击。

public enum Singleton {
    INSTANCE;
    
    public void doSomething() {
        // 业务方法
    }
}

优势：

天然线程安全。
自动处理序列化和反射问题（推荐方式）。

6. ThreadLocal 单例

特点：线程内单例，不同线程不同实例。

public class ThreadLocalSingleton {
    private static final ThreadLocal<ThreadLocalSingleton> instance =
        ThreadLocal.withInitial(ThreadLocalSingleton::new);
    
    private ThreadLocalSingleton() {}
    
    public static ThreadLocalSingleton getInstance() {
        return instance.get();
    }
}

应用场景：需要线程隔离的单例（如数据库连接）。