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面试题：Java双重检查锁定单例模式在高并发场景下的优化

假设在一个高并发的Java应用中使用双重检查锁定单例模式，由于频繁的实例检查和创建可能会带来性能瓶颈。请提出至少两种优化方案，并详细说明每种方案的原理和适用场景。

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难度

编程语言Java

知识考点

AI 面试

面试题答案

方案一：静态内部类实现单例

原理：
- 利用Java类加载机制，静态内部类只有在被使用时才会加载。当外部类被加载时，静态内部类不会被立即加载。只有当调用 getInstance 方法时，静态内部类 Holder 才会被加载，此时会初始化 INSTANCE 实例。由于类加载过程是线程安全的，所以这种方式保证了单例的线程安全性，并且延迟了实例的创建。
- 示例代码如下：

public class Singleton {
    private Singleton() {}
    private static class Holder {
        private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
    }
    public static Singleton getInstance() {
        return Holder.INSTANCE;
    }
}

适用场景：适用于大多数高并发场景，尤其是需要延迟加载单例实例的情况。由于类加载机制的保证，这种方式既简单又高效，无需额外的同步操作。

方案二：枚举实现单例

原理：
- Java中的枚举类型在编译时就创建好了所有的枚举实例，并且枚举实例的创建是线程安全的。通过定义一个枚举类型，其只有一个实例，就可以实现单例模式。枚举类型在反序列化时，不会重新创建新的实例，而是返回已有的枚举实例，天然防止了反序列化破坏单例。
- 示例代码如下：

public enum Singleton {
    INSTANCE;
    // 可以添加其他业务方法
    public void doSomething() {
        // 业务逻辑
    }
}

适用场景：适用于需要防止反序列化破坏单例以及需要简洁实现单例的场景。在高并发环境下，枚举实现的单例性能很好，并且代码简洁，无需额外的同步或复杂逻辑。它是实现单例模式的最佳实践之一，尤其适合应用于需要序列化和反序列化的场景。