Java 内部类实现单例

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mob649e8163f390 2024-11-30 06:51:19 ©著作权

文章标签 内部类构造函数单例模式 文章分类 Java 后端开发

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Java 内部类实现单例模式

引言

单例模式是一种常见的设计模式，确保类在整个系统中只有一个实例，并提供一个全局访问点。使用 Java 的内部类可以很方便地实现单例模式，从而帮助我们在构建应用程序时保持类的实例唯一性。

流程概述

接下来，我们将详细介绍如何使用内部类实现单例模式。整个流程可以分为以下几个步骤：

步骤	描述
1	创建一个内部静态类
2	在外部类中创建一个私有构造函数
3	提供一个公共的静态方法来获取实例
4	确保实例只能被创建一次

甘特图

以下是整个实现过程的甘特图，展示了每一步的实施时间和顺序：

gantt
    title Java 内部类实现单例模式
    dateFormat  YYYY-MM-DD
    section 实现步骤
    创建内部静态类       :a1, 2023-10-01, 1d
    私有构造函数         :a2, 2023-10-02, 1d
    提供公共方法获取实例 :a3, 2023-10-03, 1d
    确保实例唯一性       :a4, 2023-10-04, 1d

详细步骤及代码解读

1. 创建一个内部静态类

首先，我们需要一个外部类，并在该类中创建一个私有的静态内部类。这个内部类将包含单例实例。

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

    // 静态内部类，只有在调用时才会被加载
    private static class SingletonHelper {
        private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
    }
}

代码解读：

private Singleton()：私有构造函数，防止外部访问。
private static class SingletonHelper：静态内部类，它只会在被调用时被加载，这样我们可以懒加载单例实例。
private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();：在静态内部类中创建单例实例。

2. 在外部类中创建一个私有构造函数

如上所示，外部类中的构造函数已经被设为私有化，这可以防止其他类通过构造函数创建实例。

3. 提供一个公共的静态方法来获取实例

接下来，我们需要提供一个公共的静态方法，以便外部可以获取到单例实例。

    // 获取单例实例的公共静态方法
    public static Singleton getInstance() {
        return SingletonHelper.INSTANCE;
    }

代码解读：

public static Singleton getInstance()：公共静态方法，任何类都可以通过这个方法获取单例实例。
return SingletonHelper.INSTANCE;：返回内部类中的单例实例。

4. 确保实例只能被创建一次

Java 的内部类在第一次加载时会初始化，因此，这种实现确保了单例实例的唯一性。同时，由于构造函数为私有，外部类无法创建新的实例。

完整代码示例

下面是完整的单例模式代码：

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

    // 静态内部类，只有在调用时才会被加载
    private static class SingletonHelper {
        private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
    }

    // 获取单例实例的公共静态方法
    public static Singleton getInstance() {
        return SingletonHelper.INSTANCE;
    }
}