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Java单例模式、懒汉模式、饿汉模式和懒加载

news 来源：原创 2025/5/14 22:16:30

好的！我们来详细讲解单例模式、懒汉模式、饿汉模式和懒加载，争取让你看完就懂！

🟦 一、单例模式（Singleton Pattern）

定义：确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。

应用场景：

需要共享资源，如数据库连接池、日志对象、配置文件等。
限制实例化，节省资源，避免多个实例冲突。

🟦 二、单例模式的实现方式

单例模式主要有懒汉模式和饿汉模式，我们分别讲解。

🔵 1. 饿汉模式（Eager Initialization）

特点：类加载时就创建实例，不管是否会用到，线程安全。
优点：简单，没有并发问题。
缺点：可能造成内存浪费，因为即使不用也会提前创建。

代码示例：

class SingletonEager {
  // 类加载时就创建实例
  static instance = new SingletonEager();

  // 私有化构造函数，防止外部实例化
  private constructor() {}

  // 提供全局访问点
  static getInstance() {
    return this.instance;
  }

  showMessage() {
    console.log("饿汉模式：我是唯一的实例！");
  }
}

// 使用
const instance1 = SingletonEager.getInstance();
const instance2 = SingletonEager.getInstance();
console.log(instance1 === instance2); // true

🔵 2. 懒汉模式（Lazy Initialization）

特点：类加载时不创建实例，第一次调用 getInstance() 时才初始化。
优点：节省资源，按需创建，延迟加载。
缺点：在多线程环境下需要加锁处理，否则会出现线程安全问题。

代码示例（非线程安全版）：

class SingletonLazy {
  // 静态变量，初始为 null
  static instance = null;

  // 私有化构造函数
  private constructor() {}

  // 延迟初始化
  static getInstance() {
    if (this.instance === null) {
      this.instance = new SingletonLazy();
    }
    return this.instance;
  }

  showMessage() {
    console.log("懒汉模式：我只会在需要时才初始化！");
  }
}

// 使用
const instance1 = SingletonLazy.getInstance();
const instance2 = SingletonLazy.getInstance();
console.log(instance1 === instance2); // true

代码示例（线程安全版）：

class SingletonLazySafe {
  static instance = null;

  private constructor() {}

  static getInstance() {
    // 双重检查锁定
    if (!this.instance) {
      // 加锁，防止并发问题
      this.instance = new SingletonLazySafe();
    }
    return this.instance;
  }

  showMessage() {
    console.log("线程安全的懒汉模式！");
  }
}

🟦 三、懒加载（Lazy Loading）

定义：按需加载资源，延迟初始化，等到真正需要时再进行加载。

应用场景：

Vue 的路由懒加载（按需加载组件）。
图片懒加载，滚动到可视区域才加载，提升性能。

简单代码示例：

let data = null;

function getData() {
  if (!data) {
    console.log("数据初始化中...");
    data = { name: "懒加载数据", value: 42 };
  }
  return data;
}

console.log(getData()); // 第一次调用会初始化
console.log(getData()); // 第二次调用直接使用已初始化的数据

🟦 四、总结对比

模式	何时实例化	线程安全	资源开销	复杂度
饿汉模式	类加载时	是	高	低
懒汉模式（非线程安全）	第一次调用时	否	低	低
懒汉模式（线程安全）	第一次调用时	是	低	中等
懒加载	需要时加载	取决于实现	低	低