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单例模式实现 & 线程安全（面试markdown版）

单例：保证一个类在整个应用中只有一个实例对象，提供全局访问点。

1. 饿汉式（静态常量）

publicclassSingleton{// 类加载直接初始化实例privatestaticfinalSingletonINSTANCE=newSingleton();privateSingleton(){}publicstaticSingletongetInstance(){returnINSTANCE;}}

• 线程安全：✅ 类加载阶段就创建实例，JVM类加载机制保证线程安全
• 缺点：类加载就创建对象，不管用不用，会占用内存；不支持懒加载

2. 懒汉式（非线程安全，不推荐）

publicclassSingleton{privatestaticSingletoninstance;privateSingleton(){}publicstaticSingletongetInstance(){if(instance==null){instance=newSingleton();}returninstance;}}

• 线程安全：❌ 多线程并发，会创建多个实例
• 优点：懒加载，用到才创建
• 缺点：并发场景直接报废

3. 懒汉式 + synchronized 方法（加锁，性能差）

publicstaticsynchronizedSingletongetInstance(){if(instance==null){instance=newSingleton();}returninstance;}

• 线程安全：✅
• 缺点：每次调用getInstance都要获取锁，高并发性能很低

4. 双重检查锁 DCL（Double‑Checked Lock，生产常用）

publicclassSingleton{// 必须加volatile，防止指令重排privatestaticvolatileSingletoninstance;privateSingleton(){}publicstaticSingletongetInstance(){// 第一次判断：不为空直接返回，减少锁竞争if(instance==null){synchronized(Singleton.class){// 第二次判断：防止多个线程等待锁后重复创建if(instance==null){instance=newSingleton();}}}returninstance;}}

• 线程安全：✅
• volatile作用：禁止new Singleton()指令重排。

new对象分三步：分配内存→初始化对象→赋值引用；不加volatile可能先赋值再初始化，其他线程拿到半初始化对象。

• 优点：懒加载、并发性能好

5. 静态内部类（推荐，最优）

publicclassSingleton{privateSingleton(){}// 静态内部类，只有调用getInstance才会加载privatestaticclassSingletonHolder{privatestaticfinalSingletonINSTANCE=newSingleton();}publicstaticSingletongetInstance(){returnSingletonHolder.INSTANCE;}}

• 线程安全：✅ JVM类加载保证，没有锁开销
• 原理：外部类加载不会加载内部类；只有访问SingletonHolder才初始化实例
• 优点：懒加载、无线锁、实现简洁

6. 枚举单例（Effective Java推荐，防反射、防序列化破坏）

publicenumSingletonEnum{INSTANCE;//业务方法publicvoiddoSomething(){}}

• 线程安全：✅
• 优势：天然防止反射、序列化破坏单例；写法最简单
• 缺点：饿汉，类加载就实例化，不支持懒加载

如何保证单例线程安全总结

1. 饿汉式 / 静态内部类 / 枚举：依靠JVM类加载机制保证线程安全，不需要手动加锁。
2. 懒汉同步方法：依靠synchronized方法锁，性能差。
3. DCL双重检查锁：synchronized+volatile，既要锁，又要禁止指令重排。

注意点：

• 反射可以暴力调用私有构造器破坏单例；枚举天然规避这个问题。
• 序列化/反序列化也会破坏普通单例，枚举同样天然解决。

总结

• 追求简单安全：枚举
• 想要懒加载、高性能：静态内部类
• 需要手动控制实例创建时机：DCL双重检查锁