Java设计模式：单例模式失效问题探讨

原创清疚 2024-09-23 09:51 68阅读 0赞

在Java中，单例模式是一种创建唯一实例的设计模式。然而，当单例模式失效时，一般会出现以下几种情况：

1. 静态代码块被执行两次：
   ```java
   public class Singleton {
       private static Singleton instance;

// 静态代码块
       static {
           if (instance == null) {
               instance = new Singleton();
           }
       }

// 访问私有构造函数
       private Singleton() {}

// 获取唯一实例
       public static Singleton getInstance() {
           return instance;
       }
   }
   ```

2. 多线程环境下，同一个类的静态初始化块可能会被多次执行：
   ```java
   // 线程1：执行Singleton的静态代码块（instance为null）
   Thread thread1 = new Thread(() -> Singleton.getInstance());

// 线程2：再次执行Singleton的静态代码块（instance已创建，值非null）
   Thread thread2 = new Thread(() -> Singleton.getInstance()));

// 启动线程
   thread1.start();
   thread2.start();

// 注意这里可能会出现"Singleton已被实例化"的错误提示
   ```

为了避免上述问题，可以采用以下策略：

1. 将静态初始化块移动到构造函数内部，并确保构造函数为私有或受保护的。

```java
public class Singleton {
    private static Singleton instance;

// 私有构造函数
    private Singleton() {}

// 静态代码块，移至构造函数内部
    static {
        if (instance == null) {
            instance = new Singleton();
        }
    }

// 获取唯一实例
    public static Singleton getInstance() {
        return instance;
    }
}
```

2. 使用懒汉式单例（在多线程环境下不推荐）：

```java
public class Singleton {
    private static volatile Singleton instance;

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

// 私有构造函数
    private Singleton() {}
}
```

通过以上策略，可以有效地避免单例模式失效的问题。