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

在 Java 中有很多方法可以做到這一點。所有這些方式在模式的實現上都有所不同，但最終，它們都實現了單個實例的相同最終結果。

1.急切初始化：

這是創建單例類的最簡單方法。在這種情況下，類的對象是在JVM加載到內存時創建的。這是通過直接為引用分配一個實例來完成的。

當程序總是使用這個類的實例，或者創建實例的資源和時間成本不是太大時，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;
	}
}

優點：

實現起來非常簡單。

可能導致資源浪費。因為類的實例總是被創建，無論它是否需要。

如果不需要，CPU 時間也會浪費在創建實例上。

異常處理是不可能的。

2.使用靜態塊：

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

當使用急切初始化創建對象時有可能出現異常時，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();
}
}

優點：

實現起來非常簡單。

無需實現 getInstance() 方法。可以直接訪問實例。

異常可以在靜態塊中處理。

可能導致資源浪費。因為類的實例總是被創建，無論它是否需要。

如果不需要，CPU 時間也會浪費在創建實例上。

3.延遲初始化：

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

它可以在單線程環境中使用，因為多個線程可以破壞單例屬性，因為它們可以同時訪問 get 實例方法并創建多個對象。

//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;
}
}

優點：

只有在需要時才創建對象。它可以克服資源消耗和 CPU 時間的浪費。

在方法中也可以進行異常處理。

每次都必須檢查 null 的條件。

無法直接訪問實例。

在多線程環境中，它可能會破壞單例屬性。

4.線程安全單例：

創建了一個線程安全的單例，這樣即使在多線程環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，因此多個線程不能同時訪問它。

// 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;
}
}

優點：

延遲初始化是可能的。

它也是線程安全的。

getInstance() 方法是同步的，因此會導致性能下降，因為多個線程無法同時訪問它。

5.帶有雙重檢查鎖定的延遲初始化：

在這種機制中，我們克服了同步代碼的開銷問題。在此方法中，getInstance 不同步，但創建實例的塊是同步的，因此必須等待最少數量的線程，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;
}
}

優點：

延遲初始化是可能的。

它也是線程安全的。

由于 synchronized 關鍵字，性能開銷得到了降低。

第一次，它會影響性能。

6.Bill Pugh Singleton 實現：

在Java5之前，內存模型有很多問題，以上方法在多線程環境中的某些場景下會導致失敗。所以，Bill Pugh 提出了一個內部靜態類的概念，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，不會加載內部類，因此在加載類時不會創建對象。只有在調用 getInstance() 方法時才會創建內部類。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單例設計模式使用的方法，因為它不使用同步。