在本文中，我們將了解如何創(chuàng)建單例類。閱讀本文后，您將能夠根據(jù)您的使用、簡單性和消除瓶頸來創(chuàng)建您的單例類。

在 Java 中有很多方法可以做到這一點(diǎn)。所有這些方式在模式的實(shí)現(xiàn)上都有所不同，但最終，它們都實(shí)現(xiàn)了單個(gè)實(shí)例的相同最終結(jié)果。

1.急切初始化：

這是創(chuàng)建單例類的最簡單方法。在這種情況下，類的對象是在JVM加載到內(nèi)存時(shí)創(chuàng)建的。這是通過直接為引用分配一個(gè)實(shí)例來完成的。

當(dāng)程序總是使用這個(gè)類的實(shí)例，或者創(chuàng)建實(shí)例的資源和時(shí)間成本不是太大時(shí)，可以使用它。

// Java code to create singleton class by
// Eager Initialization
public class GFG
{
// public instance initialized when loading the class
private static final GFG instance = new GFG();
private GFG()
{
	// private constructor
}
public static GFG getInstance(){
		return instance;
	}
}

優(yōu)點(diǎn)：

實(shí)現(xiàn)起來非常簡單。

可能導(dǎo)致資源浪費(fèi)。因?yàn)轭惖膶?shí)例總是被創(chuàng)建，無論它是否需要。

如果不需要，CPU 時(shí)間也會(huì)浪費(fèi)在創(chuàng)建實(shí)例上。

異常處理是不可能的。

2.使用靜態(tài)塊：

這也是 Eager 初始化的子部分。唯一的區(qū)別是對象是在靜態(tài)塊中創(chuàng)建的，因此我們可以訪問它的創(chuàng)建，例如異常處理。以這種方式，對象也是在類加載時(shí)創(chuàng)建的。

當(dāng)使用急切初始化創(chuàng)建對象時(shí)有可能出現(xiàn)異常時(shí)，可以使用它。

// Java code to create singleton class
// Using Static block
public class GFG
{
// public instance
public static GFG instance;
private GFG()
{
	// private constructor
}
static
{
	// static block to initialize instance
	instance = new GFG();
}
}

優(yōu)點(diǎn)：

實(shí)現(xiàn)起來非常簡單。

無需實(shí)現(xiàn) getInstance() 方法。可以直接訪問實(shí)例。

異常可以在靜態(tài)塊中處理。

可能導(dǎo)致資源浪費(fèi)。因?yàn)轭惖膶?shí)例總是被創(chuàng)建，無論它是否需要。

如果不需要，CPU 時(shí)間也會(huì)浪費(fèi)在創(chuàng)建實(shí)例上。

3.延遲初始化：

在此方法中，僅在需要時(shí)才創(chuàng)建對象。這可以防止資源浪費(fèi)。需要返回實(shí)例的 getInstance() 方法的實(shí)現(xiàn)。有一個(gè)空檢查，如果沒有創(chuàng)建對象然后創(chuàng)建，否則返回以前創(chuàng)建的。為了確保該類不能以任何其他方式實(shí)例化，構(gòu)造函數(shù)是最終的。由于對象是在方法中創(chuàng)建的，因此它確保除非需要，否則不會(huì)創(chuàng)建對象。實(shí)例是私有的，因此沒有人可以直接訪問它。

它可以在單線程環(huán)境中使用，因?yàn)槎鄠€(gè)線程可以破壞單例屬性，因?yàn)樗鼈兛梢酝瑫r(shí)訪問 get 實(shí)例方法并創(chuàng)建多個(gè)對象。

//Java Code to create singleton class
// With Lazy initialization
public class GFG
{
// private instance, so that it can be
// accessed by only by getInstance() method
private static GFG instance;
private GFG()
{
	// private constructor
}
//method to return instance of class
public static GFG getInstance()
{
	if (instance == null)
	{
	// if instance is null, initialize
	instance = new GFG();
	}
	return instance;
}
}

優(yōu)點(diǎn)：

只有在需要時(shí)才創(chuàng)建對象。它可以克服資源消耗和 CPU 時(shí)間的浪費(fèi)。

在方法中也可以進(jìn)行異常處理。

每次都必須檢查 null 的條件。

無法直接訪問實(shí)例。

在多線程環(huán)境中，它可能會(huì)破壞單例屬性。

4.線程安全單例：

創(chuàng)建了一個(gè)線程安全的單例，這樣即使在多線程環(huán)境中也可以保持單例屬性。為了使單例類線程安全，getInstance() 方法是同步的，因此多個(gè)線程不能同時(shí)訪問它。

// Java program to create Thread Safe
// Singleton class
public class GFG
{
// private instance, so that it can be
// accessed by only by getInstance() method
private static GFG instance;
private GFG()
{
	// private constructor
}
//synchronized method to control simultaneous access
synchronized public static GFG getInstance()
{
	if (instance == null)
	{
	// if instance is null, initialize
	instance = new GFG();
	}
	return instance;
}
}

優(yōu)點(diǎn)：

延遲初始化是可能的。

它也是線程安全的。

getInstance() 方法是同步的，因此會(huì)導(dǎo)致性能下降，因?yàn)槎鄠€(gè)線程無法同時(shí)訪問它。

5.帶有雙重檢查鎖定的延遲初始化：

在這種機(jī)制中，我們克服了同步代碼的開銷問題。在此方法中，getInstance 不同步，但創(chuàng)建實(shí)例的塊是同步的，因此必須等待最少數(shù)量的線程，這只是第一次。

// Java code to explain double check locking
public class GFG
{
// private instance, so that it can be
// accessed by only by getInstance() method
private static GFG instance;
private GFG()
{
	// private constructor
}
public static GFG getInstance()
{
	if (instance == null)
	{
	//synchronized block to remove overhead
	synchronized (GFG.class)
	{
		if(instance==null)
		{
		// if instance is null, initialize
		instance = new GFG();
		}	
	}
	}
	return instance;
}
}

優(yōu)點(diǎn)：

延遲初始化是可能的。

它也是線程安全的。

由于 synchronized 關(guān)鍵字，性能開銷得到了降低。

第一次，它會(huì)影響性能。

6.Bill Pugh Singleton 實(shí)現(xiàn)：

在Java5之前，內(nèi)存模型有很多問題，以上方法在多線程環(huán)境中的某些場景下會(huì)導(dǎo)致失敗。所以，Bill Pugh 提出了一個(gè)內(nèi)部靜態(tài)類的概念，用于單例。

// Java code for Bill Pugh Singleton Implementation
public class GFG
{
private GFG()
{
	// private constructor
}
// Inner class to provide instance of class
private static class BillPughSingleton
{
	private static final GFG INSTANCE = new GFG();
}
public static GFG getInstance()
{
	return BillPughSingleton.INSTANCE;
}
}

加載單例類時(shí)，不會(huì)加載內(nèi)部類，因此在加載類時(shí)不會(huì)創(chuàng)建對象。只有在調(diào)用 getInstance() 方法時(shí)才會(huì)創(chuàng)建內(nèi)部類。所以它可能看起來像急切的初始化，但它是延遲初始化。

這是最廣泛Java單例設(shè)計(jì)模式使用的方法，因?yàn)樗皇褂猛健?/p>