5.1 单例模式：饿汉式和懒汉式的减肥故事
graph TD
A[单例模式] --> B[饿汉式]
A --> C[懒汉式]
B --> D[类加载就初始化]
C --> E[延迟初始化]
E --> F[线程安全版]
E --> G[线程不安全版]
F --> H[双重检查锁]
F --> I[静态内部类]
F --> J[枚举实现]
饿汉式：提前囤粮的焦虑症患者
// 像囤积症患者，一上来就把食物塞满冰箱
public class EagerSingleton {
// 类加载时就初始化（JVM保证线程安全）
private static final EagerSingleton instance = new EagerSingleton();
// 把构造函数锁死，防止外部new实例
private EagerSingleton() {
if (instance != null) {
throw new RuntimeException("单例禁止反射攻击！");
}
}
public static EagerSingleton getInstance() {
return instance;
}
// 测试代码
public static void main(String[] args) {
EagerSingleton s1 = EagerSingleton.getInstance();
EagerSingleton s2 = EagerSingleton.getInstance();
System.out.println(s1 == s2); // 输出 true
}
}
特点：
- ✅ 线程安全（类加载机制保证）
- ❌ 可能浪费内存（即使不用也提前创建）
- ❌ 无法防止反射攻击（示例中已添加防御代码）
懒汉式：临时抱佛脚的减肥达人
// 像节食者，只有饿到不行才去找吃的
public class LazySingleton {
// volatile防止指令重排序（DCL必备）
private static volatile LazySingleton instance;
private LazySingleton() {}
// 双重检查锁（Double-Check Locking）
public static LazySingleton getInstance() {
if (instance == null) { // 第一次检查
synchronized (LazySingleton.class) {
if (instance == null) { // 第二次检查
instance = new LazySingleton();
}
}
}
return instance;
}
// 测试多线程环境
public static void main(String[] args) {
ExecutorService pool = Executors.newFixedThreadPool(10);
IntStream.range(0, 10).forEach(i ->
pool.submit(() ->
System.out.println(LazySingleton.getInstance().hashCode())
)
);
pool.shutdown();
}
}
执行结果： 所有线程输出的hashcode相同
特点：
- ✅ 延迟加载节省资源
- ✅ 线程安全（DCL+volatile）
- ❌ 实现较复杂
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为什么单例模式要私有构造方法？
防止外部通过new创建实例，确保全局唯一性
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DCL为什么要双重检查？
外层检查提高性能，内层检查防止多线程并发创建
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volatile关键字在DCL中的作用？
禁止指令重排序，防止返回未初始化完成的对象
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如何防止反射破坏单例？
在构造方法中判断实例是否已存在，若存在则抛出异常
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枚举实现单例的优势？
天然防反射/反序列化攻击，代码简洁，推荐写法
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单例模式违背了哪个设计原则？
单一职责原则（既管理实例创建又承担业务逻辑）
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Spring框架中的单例是线程安全的吗？
默认单例是非线程安全的，需要开发者自行保证状态安全
扩展小剧场（图解）
sequenceDiagram
participant ThreadA
participant ThreadB
participant Singleton
ThreadA->>Singleton: getInstance()
Singleton-->>ThreadA: 第一次检查null
ThreadA->>Singleton: 获取锁
ThreadA->>Singleton: 第二次检查null
Singleton-->>ThreadA: 创建实例
ThreadA->>Singleton: 释放锁
ThreadB->>Singleton: getInstance()
Singleton-->>ThreadB: 第一次检查非null
Singleton-->>ThreadB: 直接返回实例
