Java线程安全单例实现详解

本篇文章向大家介绍《Java线程安全懒加载单例实现详解》，主要包括，具有一定的参考价值，需要的朋友可以参考一下。

懒加载单例模式在Java中通过延迟实例化并保证线程安全，常见实现有：1. 双重检查锁定，使用volatile和synchronized确保高效且安全；2. 静态内部类，利用JVM类加载机制实现懒加载与线程安全；3. 枚举方式，代码简洁且天然防反射和序列化破坏；4. synchronized方法，线程安全但性能低。推荐使用双重检查锁定、静态内部类或枚举方式。

在Java中，懒加载单例模式的核心是：类的实例在第一次被使用时才创建，同时保证多线程环境下只创建一个实例。实现线程安全的懒加载单例有多种方式，下面介绍几种常见且有效的实现方法。

1. 双重检查锁定（Double-Checked Locking）

这是最常用的线程安全懒加载实现方式，通过synchronized关键字和volatile修饰符配合使用，确保性能和安全性。

• 使用synchronized块减少锁的粒度，避免每次调用都加锁
• 用volatile防止指令重排序，确保实例初始化完成前不会被其他线程访问

代码示例：

public class Singleton {
    private static volatile Singleton instance;

    private Singleton() {}

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

2. 静态内部类（Holder模式）

利用类加载机制保证线程安全，同时实现懒加载。JVM保证类的初始化是线程安全的，且内部类在外部类加载时不立即加载。

• 没有显式同步，性能高
• 只有在调用getInstance时才会触发内部类加载和实例创建

代码示例：

public class Singleton {
    private Singleton() {}

    private static class Holder {
        private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
    }

    public static Singleton getInstance() {
        return Holder.INSTANCE;
    }
}

3. 枚举方式（推荐）

Effective Java作者Joshua Bloch推荐使用枚举实现单例，天然防止反射攻击和序列化破坏，代码简洁。

• 自动支持序列化，无需额外处理
• 防止通过反射创建多个实例
• 实现简单，代码最少

代码示例：

public enum Singleton {
    INSTANCE;

    public void doSomething() {
        // 业务方法
    }
}

4. synchronized方法（简单但低效）

早期实现方式，对整个getInstance方法加锁，线程安全但性能较差，每次调用都会同步。

不推荐用于高频调用场景。

public class Singleton {
    private static Singleton instance;

    private Singleton() {}

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

基本上就这些常见实现方式。双重检查锁定和静态内部类适合大多数场景，枚举方式最为安全简洁。选择哪种方式取决于是否需要序列化、是否担心反射攻击以及代码风格偏好。

本篇关于《Java线程安全单例实现详解》的介绍就到此结束啦，但是学无止境，想要了解学习更多关于文章的相关知识，请关注golang学习网公众号！