单例模式是一种创建型设计模式,用于确保一个类只能创建一个对象实例,并提供全局访问点供其他代码使用。它通过限制类的实例化过程来控制对象的创建和访问。
在单例模式中,类只有一个实例,并且该实例由类自身进行管理和控制。其他代码可以通过静态方法或静态变量来获取该实例,并且无法直接创建新的实例。
常见的单例模式有以下几种:
1. 饿汉式(Eager Initialization):
- 在类加载时就创建单例实例,并在类内部持有该实例的引用。
- 优点是实现简单,线程安全,不会出现多线程并发访问的问题。
- 缺点是如果该实例没有被使用,会造成资源的浪费。
2. 懒汉式(Lazy Initialization):
- 在首次使用时才创建单例实例,并在类内部持有该实例的引用。
- 优点是延迟实例化,节省了资源。
- 缺点是在多线程环境下需要考虑线程安全问题。
3. 双重检查锁(Double-Checked Locking):
- 在懒汉式的基础上增加了同步锁机制,保证线程安全性。
- 优点是延迟实例化且线程安全。
- 缺点是实现相对复杂,可能存在某些编译器和指令重排序的问题。
4. 静态内部类(Static Inner Class):
- 将单例实例的创建放在静态内部类中,通过类加载机制保证线程安全。
- 优点是延迟实例化且线程安全,不依赖于同步锁机制。
- 缺点是实现相对复杂,需要理解静态内部类的特性。
5. 枚举(Enum):
- 将单例实例作为枚举类型的元素,由Java语言本身保证线程安全和实例的唯一性。
- 优点是实现简单,线程安全,且能防止反射和序列化破坏单例。
- 缺点是不够灵活,不能延迟实例化。
每种单例模式都有其适用的场景和特点,选择适合的单例模式取决于具体的需求和情况。