Java設(shè)計(jì)模式：單例模式

Java設(shè)計(jì)模式——單例模式

1行拢、餓漢模式

public class Singleton {
    private static Singleton instance = new Singleton();
    private Singleton() {
    }
    public static Singleton newInstance() {
        return instance;
    }
}

將對象構(gòu)建放在了static語句中氮兵，JVM加載類的時候會執(zhí)行靜態(tài)語句和靜態(tài)代碼塊荠耽，而且虛擬機(jī)保證類只被初始化一次眶根，所以類的初始化是單線程執(zhí)行的腥放，所以這種是線程安全的泛啸，缺點(diǎn)就是初始化太早，可能造成空間浪費(fèi)秃症。

2平痰、懶漢模式，延遲加載

public class Singleton {
    private static Singleton instance;
    private Singleton() {
    }
    public static Singleton newInstance() {
        if (instance == null) {
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    }
}

在加載類的時候不會進(jìn)行實(shí)例化伍纫，在獲取實(shí)例的話宗雇，如果為空，則進(jìn)行實(shí)例化莹规，單線程不會出問題赔蒲，多線程可能會創(chuàng)建多個實(shí)例，造成不是單例良漱，可以進(jìn)行改進(jìn)：

public class Singleton {
    private static Singleton instance;
    private Singleton() {
    }
    public static synchronized Singleton newInstance() {
        if (instance == null) {
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    }
}

使用synchronized控制線程同步訪問

3舞虱、雙重校驗(yàn)鎖

上述模式實(shí)現(xiàn)了延遲加載和線程安全，但是由于使用synchronized會造成性能下降母市，因?yàn)橥瑫r只有一個進(jìn)程可以調(diào)用newInstance()方法矾兜，采用雙重校驗(yàn)鎖可以提高性能

public class Singleton {
    private static Singleton instance;

    private Singleton() {
    }

    public static Singleton newInstance() {
        if (instance == null) {
            synchronized (Singleton.class) {
                if (instance == null) {
                    instance = new Singleton();
                }
            }
        }
        return instance;
    }
}

synchronized并沒有加在方法上，一般情況下患久，當(dāng)倆個線程執(zhí)行newInstance()方法椅寺，判斷instance都為null時，就會創(chuàng)建倆個不同的實(shí)例蒋失，所以為了解決這個問題返帕，所以在同步代碼塊中還得加入驗(yàn)證instance == null代碼。

這里還有一個問題篙挽，由于Java的指令重排優(yōu)化的存在荆萤，instance = new Singleton()語句不具有原子性，他是分幾步執(zhí)行的：

1.給對象分配內(nèi)存空間
2.在內(nèi)存空間創(chuàng)建對象
3.將對象引用賦值給instance

2必須在1之后執(zhí)行铣卡，但是3和2之間沒有依賴關(guān)系链韭，程序執(zhí)行的時候順序可以是1->2->3，也可能是1->3->2

如果是單線程程序煮落，無論執(zhí)行的順序是什么敞峭，使用instances的時候，虛擬機(jī)可以保證它是初始化完成的

如果是多線程程序州邢，一個線程在執(zhí)行instance = new Singleton()的時候儡陨，其他的線程是要執(zhí)行第一個if (instance == null)語句的褪子，因?yàn)檫@個語句在同步鎖的外面，這個時候就涉及到執(zhí)行順序：
如果按1->2->3執(zhí)行骗村，在執(zhí)行3之前嫌褪，instance的引用一直都是null，如果這時候第二個線程執(zhí)行newInstance()方法胚股，就會一直在同步代碼塊外面等待笼痛，直到同步代碼塊執(zhí)行完3后，第二個線程進(jìn)入琅拌，判斷instance不為空缨伊，然后執(zhí)行return語句，返回的是第一個線程初始化的對象进宝，這是正確的刻坊。
如果按1->3->2執(zhí)行，執(zhí)行完3但是還沒有執(zhí)行2的時候党晋，第二個線程執(zhí)行newInstance()方法谭胚，由于現(xiàn)在的instance已經(jīng)有了引用對象，不是null未玻，所有第二個線程不會在同步代碼塊外面等待灾而，會直接執(zhí)行return語句，此時返回的instance還沒有完成初始化扳剿，是錯誤的對象旁趟。

上面的問題就是因?yàn)镴VM的自動優(yōu)化操作，可以使用volatile禁止指令重排優(yōu)化庇绽，也就是保證先分配空間锡搜，然后賦值引用，代碼如下：

public class Singleton {
    private static volatile Singleton instance;

    private Singleton() {
    }

    public static Singleton newInstance() {
        if (instance == null) {
            synchronized (Singleton.class) {
                if (instance == null) {
                    instance = new Singleton();
                }
            }
        }
        return instance;
    }
}

4敛劝、靜態(tài)內(nèi)部類

public class Singleton {
    
    private static class SingletonHolder {
        public static Singleton instance = new Singleton();
    }
    
    private Singleton() {}
    
    public static Singleton newInstance() {
        return SingletonHolder.instance;
    }
    
}

不會在一開始就加載靜態(tài)內(nèi)部類SingletonHolder余爆，其他地方使用SingletonHolder的時候才會加載，比如第一次調(diào)用newInstance()方法夸盟，從而實(shí)現(xiàn)了延遲加載。和餓漢模式一樣像捶，也利用了類加載機(jī)制上陕，所以可以保證線程安全。

5拓春、枚舉

public enum Singleton {
    INSTANCE;
}