Java Singleton 与多线程并发如何兼容

在 Java 中，单例模式是一种软件设计模式，它确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。在多线程环境下，要确保单例模式的线程安全性，可以采用以下几种方法：

1. 懒汉式（Lazy Initialization）同步方法：

public class Singleton {
    private static Singleton instance;

    private Singleton() {
        // 私有构造函数，防止外部实例化
    }

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

这种方法使用 synchronized 关键字确保在多线程环境下，只有一个线程能够访问 getInstance() 方法。但是，这种方法在每次调用 getInstance() 时都会进行同步，性能较差。

2. 饿汉式（Eager Initialization）：

public class Singleton {
    private static final Singleton instance = new Singleton();

    private Singleton() {
        // 私有构造函数，防止外部实例化
    }

    public static Singleton getInstance() {
        return instance;
    }
}

这种方法在类加载时就创建实例，避免了多线程同步问题。但是，如果单例类的实例化过程很耗时，会导致启动速度变慢。

3. 双重校验锁（Double-Checked Locking）：

public class Singleton {
    private volatile static Singleton instance;

    private Singleton() {
        // 私有构造函数，防止外部实例化
    }

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

这种方法首先检查实例是否为空，如果为空，才进入同步块。这样可以减少同步次数，提高性能。同时，使用 volatile 关键字确保多线程环境下对实例的修改对其他线程可见。

4. 静态内部类（Static Inner Class）：

public class Singleton {
    private Singleton() {
        // 私有构造函数，防止外部实例化
    }

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

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

这种方法利用 Java 类加载机制，当 getInstance() 方法被调用时，才会加载 SingletonHolder 类并创建实例。这样可以确保实例的创建是线程安全的，同时避免了同步开销。

5. 枚举（Enum）：

public enum Singleton {
    INSTANCE;

    // 添加其他方法
}

这种方法使用 Java 枚举特性，确保只有一个实例，并且天然支持线程安全。同时，枚举还具有一些其他优点，如简洁、类型安全等。