[教程]Java单例模式深度解析：轻松实现属性传参与实例共享

单例模式是Java中常见的设计模式之一，它确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。单例模式在资源管理、配置信息读取、线程池管理以及日志记录等多个方面都发挥着关键作用。本文将深入探讨Java单例模...

单例模式是Java中常见的设计模式之一，它确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。单例模式在资源管理、配置信息读取、线程池管理以及日志记录等多个方面都发挥着关键作用。本文将深入探讨Java单例模式的实现方式，包括属性传参与实例共享的技巧。

单例模式介绍

单例模式的核心是对一个类的实例化次数加以限制，确保在整个应用程序运行期间，该类仅有一个实例存在。这个实例的创建时机有两种常见情况：一种是在类加载时就完成创建（饿汉式）；另一种是在首次被访问时才进行创建（懒汉式）。并且，会提供一个公共的静态方法作为获取该实例的唯一途径。

单例模式的特点

• 唯一性：单例类只能有一个实例。
• 自创建：单例类必须负责自己的实例化过程。
• 提供访问点：单例类必须提供一个方法让其他对象获取这个唯一的实例。

单例模式的应用场景

• 打印机管理：多个打印任务可以并行处理，但只有一个打印机Spooler来协调任务。
• 数据库主键分配：多个用户可以同时操作含有自动编号主键的表，但主键的分配必须是全局唯一的。

单例模式的实现方式

饿汉式

饿汉式单例在类加载阶段就创建实例。其优势在于线程安全性由JVM保障，因为类加载过程本身就是线程安全的。以下是一个典型的饿汉式单例实现示例：

public class EagerSingleton { // 私有静态实例，在类加载时就初始化 private static final EagerSingleton instance = new EagerSingleton(); // 私有构造函数，防止外部实例化 private EagerSingleton() { } // 公共静态方法获取单例实例 public static EagerSingleton getInstance() { return instance; }
}

懒汉式

懒汉式单例延迟初始化，只有在调用时才创建实例。这种方式在多线程环境下不安全，因为多个线程可能同时进入创建实例的代码块，从而违反了单例模式的基本原则。为了解决这个问题，通常需要使用synchronized关键字进行同步控制，确保在多线程环境下的线程安全。以下是一个懒汉式单例的实现示例：

public class LazySingleton { // 私有静态实例 private static LazySingleton instance; // 私有构造函数，防止外部实例化 private LazySingleton() { } // 公共静态方法获取单例实例 public static synchronized LazySingleton getInstance() { if (instance == null) { instance = new LazySingleton(); } return instance; }
}

双重检查锁定（DCL）

双重检查锁定结合了懒汉式和饿汉式的优点，第一次检查实例是否已经存在，如果不存在，再进行同步创建，这样既延迟了加载，又保证了线程安全。以下是一个双重检查锁定的实现示例：

public class DoubleCheckedLockingSingleton { // 私有静态实例 private static volatile DoubleCheckedLockingSingleton instance; // 私有构造函数，防止外部实例化 private DoubleCheckedLockingSingleton() { } // 公共静态方法获取单例实例 public static DoubleCheckedLockingSingleton getInstance() { if (instance == null) { synchronized (DoubleCheckedLockingSingleton.class) { if (instance == null) { instance = new DoubleCheckedLockingSingleton(); } } } return instance; }
}

枚举方式

枚举方式利用枚举的特性，保证实例的唯一性和线程安全。实现简单，但灵活性较差。以下是一个枚举方式的实现示例：

public enum EnumSingleton { INSTANCE; public void someMethod() { // 实现方法 }
}

属性传参与实例共享

在单例模式中，如果需要实现属性传参与实例共享，可以在单例类中添加一个私有静态成员变量，并在构造函数中初始化该变量。以下是一个属性传参与实例共享的实现示例：

public class SingletonWithProperty { // 私有静态实例 private static SingletonWithProperty instance; // 私有静态成员变量 private String property; // 私有构造函数，防止外部实例化 private SingletonWithProperty(String property) { this.property = property; } // 公共静态方法获取单例实例 public static SingletonWithProperty getInstance(String property) { if (instance == null) { synchronized (SingletonWithProperty.class) { if (instance == null) { instance = new SingletonWithProperty(property); } } } return instance; } // 获取属性值 public String getProperty() { return property; }
}

在上述示例中，通过调用getInstance方法并传入属性值，可以实现属性传参与实例共享。

总结

Java单例模式是一种简单而强大的设计模式，可以有效地控制实例数量，减少系统开销。本文介绍了单例模式的实现方式，包括饿汉式、懒汉式、双重检查锁定和枚举方式，并展示了如何实现属性传参与实例共享。在实际应用中，可以根据具体需求选择合适的实现方式。