面试题：Java单例模式不同优化策略在不同应用场景的适用性

Question

假设有一个高并发的系统，其中一部分模块需要频繁获取单例对象，另一部分模块对单例对象的获取频率较低但对启动性能要求较高。请详细说明如何根据这些需求，在Java中选择合适的单例模式优化策略，并解释原因。

Answer 1

1. 选择饿汉式单例模式

• 实现方式：在类加载时就创建单例实例，代码如下：

public class EagerSingleton {
    private static final EagerSingleton instance = new EagerSingleton();
    private EagerSingleton() {}
    public static EagerSingleton getInstance() {
        return instance;
    }
}

• 适用场景及原因：适用于对启动性能要求较高且获取频率较低的模块。因为类加载机制保证了实例的唯一性，且在类加载时就创建实例，无需额外的同步操作，所以启动速度快。在高并发环境下，饿汉式单例模式天然支持多线程安全，无需担心同步问题。

2. 选择双重检查锁定（DCL）单例模式

• 实现方式：

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

• 适用场景及原因：适用于频繁获取单例对象的模块。volatile关键字确保了实例在多线程环境下的可见性和禁止指令重排序，避免了在高并发场景下可能出现的空指针异常。双重检查机制减少了不必要的同步开销，在第一次检查instance == null时，如果实例已存在，就无需进入同步块，提高了获取单例的效率。