Java 單例模式深度解析：餓漢式與懶漢式實現對比

單例模式核心特點

單例模式確保一個類在整個 JVM 進程中只存在一個實例，並提供全局訪問點。適用於需要頻繁創建/銷毀、創建耗時較大或需要共享資源的場景（如線程池、緩存、配置管理器）。

實現三步走

1. 私有化構造器：防止外部通過 new 創建實例。
2. 內部持有自身實例：靜態成員變量引用唯一實例。
3. 提供靜態獲取方法：對外暴露 getInstance() 返回該實例。

餓漢式 —— 類加載時即創建實例

public class SingletonEager {
    // 1. 私有構造器
    private SingletonEager() {}

    // 2. 類加載時立即創建實例（線程安全）
    private static final SingletonEager INSTANCE = new SingletonEager();

    // 3. 靜態工廠方法
    public static SingletonEager getInstance() {
        return INSTANCE;
    }
}

優點：實現簡單，由 JVM 類加載機制天然保證線程安全。
缺點：若實例從未被使用，會造成記憶體浪費；無法實現延遲加載。

懶漢式 —— 首次調用時才創建實例

public class SingletonLazy {
    private static SingletonLazy instance = null;

    private SingletonLazy() {}

    // 非線程安全版本
    public static SingletonLazy getInstance() {
        if (instance == null) {
            instance = new SingletonLazy();
        }
        return instance;
    }
}

優點：延遲加載，按需創建。
缺點：多線程環境下會創建多個實例（線程不安全）。

線程安全的懶漢式改進

1. 同步方法（性能較差）

public static synchronized SingletonLazy getInstance() { ... }

2. 雙重檢查鎖（DCL，推薦）

public static SingletonLazy getInstance() {
    if (instance == null) {                    // 第一次檢查
        synchronized (SingletonLazy.class) {   // 加鎖
            if (instance == null) {            // 第二次檢查
                instance = new SingletonLazy();
            }
        }
    }
    return instance;
}

注意：instance 必須聲明為 volatile，防止指令重排導致對象未完全初始化即被其他線程看到。

3. 靜態內部類（推薦，最優雅）

public class SingletonHolder {
    private SingletonHolder() {}

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

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

利用類加載機制同時實現延遲加載與線程安全，代碼簡潔高效。

運行原理圖解

總結與選型建議

實際開發中，靜態內部類與枚舉是最佳實踐，兼顧性能、線程安全與代碼簡潔性。