Java单例模式如何正确实现？

饿汉式（线程安全）

public class Singleton {
    // 类加载时直接初始化
    private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
    // 私有构造方法防止外部实例化
    private Singleton() {}
    public static Singleton getInstance() {
        return INSTANCE;
    }
}

• 优点：线程安全（JVM类加载机制保证）
• 缺点：类加载时即创建实例，可能造成资源浪费
• 适用场景：实例占用资源少且频繁使用

懒汉式（线程不安全版）

public class Singleton {
    private static Singleton instance;
    private Singleton() {}
    public static Singleton getInstance() {
        if (instance == null) {  // 线程不安全点
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    }
}

• 风险：多线程下可能创建多个实例
• 仅限单线程环境使用

双重检查锁（DCL，线程安全）

public class Singleton {
    private static volatile Singleton instance; // volatile禁止指令重排序
    private Singleton() {}
    public static Singleton getInstance() {
        if (instance == null) {                  // 第一次检查
            synchronized (Singleton.class) {     // 加锁
                if (instance == null) {          // 第二次检查
                    instance = new Singleton();
                }
            }
        }
        return instance;
    }
}

• 关键点：volatile防止JVM指令重排序（避免返回未初始化的对象）
• 优点：线程安全且延迟加载
• 工业级推荐方案

静态内部类（线程安全）

public class Singleton {
    private Singleton() {}
    private static class Holder {
        static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
    }
    public static Singleton getInstance() {
        return Holder.INSTANCE;  // 首次调用时加载内部类
    }
}

• 原理：利用JVM类加载机制（静态内部类在调用时才加载）
• 优点：无需同步锁，兼顾线程安全和懒加载

枚举（最佳实践）

public enum Singleton {
    INSTANCE;  // 枚举实例天然单例
    public void doSomething() {
        // 业务方法
    }
}
// 调用方式：Singleton.INSTANCE.doSomething();

• 优势：
  • 绝对线程安全（JVM保证）
  • 防止反射攻击和序列化破坏单例
• 《Effective Java》作者Joshua Bloch推荐方案

破坏单例的场景及防护

// 序列化防护示例
protected Object readResolve() {
    return getInstance();
}

总结与选择建议

1. 简单场景：直接使用饿汉式
2. 延迟加载需求：优先选择静态内部类或枚举
3. 高并发系统：双重检查锁（DCL）
4. 终极方案：枚举（防反射/序列化攻击）

单例模式虽实用,但需注意两点：

• 过度使用会导致代码耦合度高（违背单一职责原则）
• 在分布式系统或类加载器不同的环境中可能失效

引用说明：
双重检查锁实现参考《Java并发编程实战》（Brian Goetz等）；枚举方案出自《Effective Java》（Joshua Bloch）；类加载机制依据JVM规范（Oracle官方文档）。