java 单例内部类

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mob64ca12e8a030 2024-01-12 11:29:07 ©著作权

文章标签 内部类单例模式单例设计模式 文章分类 Java 后端开发

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单例设计模式之内部类实现

引言

在Java编程中，单例设计模式是一种常见的创建对象的方法。它确保在程序的整个生命周期中只存在一个实例，并提供全局访问点。有多种方式可以实现单例模式，其中一种常用的方法是使用内部类。

本文将介绍单例设计模式的概念，并通过内部类实现一个简单的单例对象。我们将会用Java代码提供示例，并使用UML类图说明该模式的实现细节。

单例设计模式概述

单例设计模式是一种创建对象的模式，它确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点以供其他类使用。这种设计模式在需要共享资源且只需创建一个实例的情况下非常实用，例如数据库连接、线程池等。

在单例模式中，一个类只有一个实例，因此该类的构造函数必须是私有的，以防止其他类直接实例化它。通过提供一个静态方法来获取该实例，其他类可以通过这个方法来访问该实例。

内部类实现单例模式

在Java中，内部类是一种定义在其他类内部的类。内部类有两种类型：成员内部类和静态内部类。利用静态内部类可以很容易地实现单例模式。

实现步骤

创建一个私有的静态内部类，命名为SingletonHolder。
在SingletonHolder类中定义一个私有的静态常量属性，命名为INSTANCE，该属性为外部类的实例。
在外部类中创建一个公共的静态方法，命名为getInstance()，该方法返回SingletonHolder.INSTANCE。
外部类的构造函数设为私有的，以防止其他类直接实例化该类。

示例代码

public class Singleton {

    private Singleton() {
        // private constructor
    }

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

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

在上述示例中，Singleton类是一个单例类，构造函数被设置为私有的，外部类无法直接实例化。SingletonHolder是一个静态内部类，其中定义了一个静态常量INSTANCE，该常量是Singleton类的实例。

通过调用Singleton.getInstance()方法，我们可以获得该实例。由于内部类的特性，SingletonHolder只有在第一次使用时才会被加载，从而实现了延迟加载的效果。

类图

下面是使用Mermaid语法定义的类图，描述了上述示例代码中的类及其关系。

classDiagram
    class Singleton {
        - Singleton()
        + getInstance() : Singleton
    }
    
    class SingletonHolder {
        - static INSTANCE : Singleton
    }
    
    SingletonHolder --> Singleton