Java中一个类可以拥有多个静态实例吗？

Question

我是新手，请不要介意如果你觉得问题很蠢。我正在研究单例模式代码。我稍微改了一下它（我的问题与单例无关，而且我已经删除了单实例检查）。我的问题是：尽管在Java中类实例只能有一个，但为什么输出中会有两个静态类“instance”（请看哈希值）？我知道“new”关键字会给出新的内存地址（这就是哈希值打印出来的信息），但静态类实例不应该是一个吗？所以我得到了两个哈希值用于打印对象实例，静态变量k具有相同的值，这是可以接受的。

public class Singleton {

    private  static Singleton instance;
    static int k;


    public static Singleton getInstance(){
        try{
            instance = new Singleton();

            System.out.println(instance);
        }catch(Exception e){
            throw new RuntimeException("Exception occured in creating singleton instance");
        }
        return instance;
    }

    public static void main(String[] ar) {
        Singleton c1=Singleton.getInstance();
        c1.k=1;
        Singleton c2=Singleton.getInstance();
        c2.k=2;
        System.out.println(c1.k);
        System.out.println(c2.k);

    }
}

输出：

Singleton@15db9742
Singleton@6d06d69c
2
2

- Vishal

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你在这里想要问什么？ - Amit

你的代码不是单例模式，每次调用 getInstance() 都会产生一个新的实例。 - Mark Rotteveel

static 意味着只有一个变量实例。它与您创建多少对象实例无关。 - shmosel

在Java中，不存在所谓的“静态类实例”；您的问题似乎基于缺乏对Java基础知识的理解。你只是在你的类中有一个包含你创建的最后一个实例的静态字段。你得到了两个不同的实例，因为这是你的代码所做的：每次调用getInstance()方法时都会创建一个新实例。 - Mark Rotteveel

再一次强调，这是基本的Java知识。这只是一个字段，可以在任何时候被重新分配。与非静态字段不同的是，该字段由类拥有，而不是该类的实例拥有。只要该定义在类主体中而不是方法体中，static Singleton s=new Singleton()是允许的。 - Mark Rotteveel

Answer 1

你的变量instance在两个对象之间共享，但是当你调用instance = new Singleton();时，它指向的对象会发生改变。

我猜你想要的是这样的。

public class Singleton {
    public static Singleton instance; //field is made public so we can print it from main class (just to debug)
    static int k;


    public static Singleton getInstance(){
        try{
            instance = new Singleton();
        }catch(Exception e){
            throw new RuntimeException("Exception occured in creating singleton instance");
        }
        return instance;
    }

    public static void main(String[] ar) {
        Singleton c1=Singleton.getInstance();
        c1.k=1;
        Singleton c2=Singleton.getInstance();
        c2.k=2;

        //notice that both of the instance variables of c1 and c2 are printed
        //after we've initialized all of them.
        System.out.println(c1.instance);
        System.out.println(c2.instance);

        System.out.println(c1.k);
        System.out.println(c2.k);

    }
}

在这里，两个实例变量将得到相同的值

输出

Singleton@6d06d69c
Singleton@6d06d69c
2
2

这个想法是在所有对象的instance变量初始化后打印其值。最近的初始化将覆盖所有先前的初始化。

- Raman Sahasi

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是的，完全正确！你解决了我的疑惑。但是为什么静态实例可以通过new关键字创建呢？ - Vishal

@Vishal 这取决于需求。假设在你的类中，你想找出它被初始化的次数。在这种情况下，静态实例非常方便，因为我们可以创建一个名为 private static int counter = 0 的字段，并在类的构造函数中递增它。由于此 counter 变量将在所有对象之间共享，相同的变量将计算所有实例。如果我们不使其静态，则每次初始化对象时，都会创建一个 counter 的新实例，并且它将从零开始。 - Raman Sahasi

是的，你正解决了我的疑惑。但是为什么允许使用new来初始化静态变量呢？我的意思是，由于对象不应在静态上下文中使用，在这里我正在使用new Singleton()来初始化“instance”。 此外，可以直接使用Singleton.class。 不允许使用static Singleton s = new Singleton()，这是正确的。 - Vishal

不行。我们不能使用Singleton.class进行初始化，它表示类引用并且不会初始化对象。关键是静态变量需要一个对象来保持。这就是为什么我们使用new来初始化它的原因。区别在于，如果使用new初始化static变量，则同一对象将在所有实例之间共享，而如果我们不将其设置为静态，则所有新对象都将以null开始。 - Raman Sahasi

好的，明白了。但是在主函数中，相同的代码“static Singleton s=new Singleton()”会导致编译错误吗？ - Vishal

@Vishal 是的，这是Java语言规范所强制的限制。在Java中，您不能将任何字段声明为静态字段。只有类变量（字段）和方法可以是静态的。请参见此答案以了解原因：static variable in static member function in JAVA。 - Raman Sahasi

Answer 2

你的单例模式存在问题，每次调用 getInstance 方法都会生成一个新的实例，而不是检查静态对象 "instance" 是否为 null。

这就是为什么你会遇到这个问题的原因：

Singleton@15db9742 
Singleton@6d06d69c

这清晰地展示了类Singleton的两个实例。

- ΦXocę 웃 Пepeúpa ツ

Answer 3

如上所述，你的问题在于你没有保护你的实例化。

另外，为了更加确保在多线程环境下不会实例化两个类，需要在方法 getInstance 上添加关键字 "synchronized"。

  public static synchronized Singleton getInstance(){ 
  try{ 
  if(instance == null) { 
      instance = new Singleton();
  }
      System.out.println(instance);
}catch(Exception e){
    throw new RuntimeException("Exception occured in creating singleton instance");
}
return instance;

}

- Adonis

Answer 4

问题在于你的 getInstance 方法总是创建一个新的实例对象。

也就是说，虽然你的实际实例是 static，即类属性，但每次调用 getInstance 时都会被覆盖。

为了解决这个问题，你应该检查 instance 是否为 null，只有在这种情况下才创建一个新对象。

if(instance == null)
  instance = new Stingleton();

return instance;

- hage

Answer 5

这是因为缺少一个保护措施，只有创建单例一次。

public static Singleton getInstance(){
  try{
    if(instance == null)
    {
      instance = new Singleton();
    }

    System.out.println(instance);
  } catch(Exception e){
   throw new RuntimeException("Exception occured in creating singleton instance");
  }
  return instance;
}

如果没有这个保护，仍然只有一个静态实例，但是第二次会覆盖这个实例。

- Ghislain Fourny