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Java 四大單例模式深度解析：從餓漢到靜態內部類的演進之路

編輯：Java 相關知識

單例模式核心三要素

構造器私有化（防外部實例化、防繼承）
靜態私有實例（類級唯一）
公開靜態獲取方法（全局訪問點）

1. 餓漢式：類加載即創建，最簡單線程安全

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

✅ 線程安全（類加載機制保證）
✅ 實現簡單
❌ 無延遲加載，若實例構建耗時/資源佔用大且未必用到，造成浪費

2. 懶漢式（同步方法）：用到時創建，但效能低

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

✅ 延遲加載
✅ 線程安全
❌ 每次調用加鎖，併發效能極差

3. 雙重檢查鎖（DCL）：延遲 + 高效能（JDK 5+ 必須 `volatile`）

public class Singleton {
    private volatile static Singleton instance; // 關鍵：禁止指令重排
    private Singleton() {}
    public static Singleton getInstance() {
        if (instance == null) { // 第一次檢查，無鎖讀取
            synchronized (Singleton.class) {
                if (instance == null) { // 第二次檢查，加鎖創建
                    instance = new Singleton();
                }
            }
        }
        return instance;
    }
}

為什麼需要 volatile？

instance = new Singleton() 非原子操作：① 分配內存 ② 初始化對象 ③ 引用指向內存。無 volatile 時，JVM 可能重排為 ①→③→②，導致線程 B 看到 instance != null 但對象未初始化完成，直接返回半成品對象。volatile 禁止重排，保證 happens-before 可見性。

4. 靜態內部類：延遲 + 線程安全 + 代碼簡潔（推薦）

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

✅ 外部類加載時不初始化 Holder，真正調用 getInstance() 才觸發內部類加載 → 延遲加載
✅ 類加載機制天然線程安全，無需同步鎖
✅ 代碼簡潔，無 volatile 複雜性
✅ 防反序列化破壞（需額外實現 readResolve()）

對比總結表

模式	延遲加載	線程安全	效能	複雜度	推薦指數
餓漢式	❌	✅	高	低	⭐⭐⭐
懶漢式（同步）	✅	✅	低	低	⭐
DCL	✅	✅	高	中	⭐⭐⭐⭐
靜態內部類	✅	✅	高	低	⭐⭐⭐⭐⭐

進階：防反射/反序列化破壞單例

// 構造器中添加防禦
private Singleton() {
    if (Holder.INSTANCE != null) throw new IllegalStateException("已存在實例");
}

// 實現 readResolve 防反序列化創建新對象
private Object readResolve() { return Holder.INSTANCE; }