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1.单例模式有哪几种常见的实现方式?

news 2025/10/11 7:44:30

1.问题

2.知识储备

(1).SpringBoot的Bean注册和DI（依赖注入）

[1].SpringBoot的Bean注册

{1}.基于@Component及其衍生注解

{2}.基于@Bean注解

[2].SpringBoot的DI

{1}.什么是DI

{2}.常见的DI注解

(2).单例模式

[1].什么是单例模式

[2].单例模式的常见实现方式

{1}.饿汉式(立即加载)

{2}.懒汉式(延迟加载，线程不安全)

{3}.懒汉式(线程安全，synchronized修饰方法)

{4}.双重检查锁定(DCL,Double-Checked Locking)

3.分析

4.解决方案:

(1).基于饿汉式实现单例模式:

(2).基于线程不安全懒汉式实现单例模式:

(3).基于线程安全懒汉式实现单例模式:

(4).基于DCL实现单例模式

5.小结

1.问题

小编有在写工具项目，是一个纯javase项目，没有使用springboot等框架。因此遇到了一个问题，我发现有的类我需要重复的使用，但是在不同的类或者方法中，导致每次都需要进行创建，这样性能是比较差的。以往在springboot中小编都是直接通过@Component注册，然后通过@Autowired注入的。在这里由于是Javase原生项目无法使用这种方式。小编思考了一下，可以使用单例模式来解决我这个需求。

2.知识储备

想要理解和解决这个问题，一些知识储备是必不可少的。

(1).SpringBoot的Bean注册和DI（依赖注入）

需要注意的是SpringBoot的Bean注册和DI，当然是需要依赖SpringBoot环境的。

[1].SpringBoot的Bean注册

众所周知，SpringBoot的一个很显著的特点，就是可以把类交给SpringBoot来管理，而不需要手动管理。那么Bean注入就是这个特点的前提，只有通过Bean注入明确把哪些类交给SpringBoot管理，SpringBoot才能帮我们管理

Bean注册的常见方式:

{1}.基于@Component及其衍生注解

这是最常用的方式了，通过注解标识类，让Spring自动扫描并注册Bean

@Component

衍生注解:@Controller(控制层)、@Service(服务层)、@Repository(数据层)

以下是一段使用了衍生注解的示例代码:

// 业务层Bean（@Service是@Component的衍生注解）
@Service
public class UserService {// 业务逻辑...
}// 控制层Bean
@Controller
public class UserController {// 业务逻辑...
}

{2}.基于@Bean注解

通过在配置类中使用@Bean注解，手动定义Bean的创建逻辑，适合注册第三方类（如工具类、框架组件）或者需要自定义实例化过程的Bean

使用方式:在被@Configuration标识的配置类中，定义返回值为目标类型的方法，并添加@Bean注解

以下是一段使用了@Bean注解的示例代码:

// 配置类（标识为配置类）
@Configuration
public class AppConfig {// 注册一个RestTemplate实例到容器@Beanpublic RestTemplate restTemplate() {RestTemplate restTemplate = new RestTemplate();// 自定义配置（如添加拦截器、设置超时时间等）restTemplate.getInterceptors().add(new LoggingInterceptor());return restTemplate;}// 注册一个自定义工具类Bean@Bean(name = "dateUtils") // 可通过name指定Bean名称（默认是方法名）public DateUtils createDateUtils() {return new DateUtils();}
}

[2].SpringBoot的DI

{1}.什么是DI

DI(Dependecy Injection)依赖注入，是Spring框架中实现控制反转(IOC)的核心思想。其核心思想是：让 Spring 容器负责将一个对象（依赖）自动 “注入” 到另一个依赖它的对象中，而不是由对象自己创建或查找依赖。

SpringBoot三大特性:AOP、IOC、DI

{2}.常见的DI注解

@Autowired:Spring最常用的DI注解，先根据类寻找，然后再根据名寻找

以下是一段基于@Autowired完成DI的代码:

@Service
public class UserService {// 字段注入@Autowired@Qualifier("userRepositoryImpl") // 配合@Qualifier指定Bean名称（解决同类型冲突）private UserRepository userRepo;// 构造器注入（单构造器时可省略@Autowired）@Autowiredpublic UserService(UserRepository userRepo) {this.userRepo = userRepo;}// Setter方法注入@Autowiredpublic void setUserRepo(UserRepository userRepo) {this.userRepo = userRepo;}
}

@Resource:先根据名找，在根据类寻找

以下是一段基于@Resource完成DI的代码:

@Service
public class OrderService {// 按字段名"paymentService"匹配Bean（若不存在则按类型）@Resourceprivate PaymentService paymentService;// 通过name属性指定Bean名称（优先按名称匹配）@Resource(name = "alipayService")public void setPaymentService(PaymentService paymentService) {this.paymentService = paymentService;}
}

(2).单例模式

[1].什么是单例模式

单例模式是一种常用的设计模式，其核心是保证一个类在整个应用中只有一个实例，并提供一个全局访问点。

[2].单例模式的常见实现方式

常见的实现方式有以下几种，各有特点和使用场景

{1}.饿汉式(立即加载)

原理:在类加载时就创建实例，确保线程安全，但是可能提前占用资源

特点：简单直观，天然线程安全(因为类加载过程是线程安全的)，但是无论是否使用都会创建实例，可能造成资源浪费。

以下是饿汉式的一段示例代码:

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

{2}.懒汉式(延迟加载，线程不安全)

原理:在首次调用getInstance时才创建实例，实现延迟加载，但多线程环境下可能创建多个实例

特点：节省资源，线程不安全，不适合多线程场景

以下是懒汉式的一段示例代码:

public class B{private static B INSTANCE;private B(){}public static  B getInstance(){if(INSTANCE==null){INSTANCE = new B();}return INSTANCE;}
}

{3}.懒汉式(线程安全，synchronized修饰方法)

原理:在getInstace()方法上添加synchroninzed关键字，强制多线程排队访问，保证线程安全。

特点：为了解决懒汉式的线程安全问题，但是每次调用方法都要加锁，性能开销比较大。

以下是懒汉式（线程安全）的一段示例代码:

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

{4}.双重检查锁定(DCL,Double-Checked Locking)

原理:结合懒加载和锁机制，仅在实例未创建时加锁，同时通过volatile关键字防止指令重排，兼顾性能和线程安全

特点：懒加载、线程安全、性能好，是实际开发中常用的方式

以下是DCL的一段示例代码:

public class D{private static volatile D instace;private D(){}public static D getInstace(){// 第一次检查：未创建时才进入同步块（提高性能）if(instance==null){synchronized(D.class){// 第二次检查：防止多线程同时进入同步块后重复创建if(instance==null){instace = new D();}}}return instance;}
}