原文出處:?http://blog.csdn.net/goodlixueyong/article/details/51935526
Java中單例(Singleton)模式是一種廣泛使用的設(shè)計(jì)模式而克。單例模式的主要作用是保證在Java程序中樱哼，某個(gè)類只有一個(gè)實(shí)例存在第岖。一些管理器和控制器常被設(shè)計(jì)成單例模式。
? ? ? ?單例模式有很多好處入桂，它能夠避免實(shí)例對(duì)象的重復(fù)創(chuàng)建蝶防，不僅可以減少每次創(chuàng)建對(duì)象的時(shí)間開(kāi)銷，還可以節(jié)約內(nèi)存空間跨跨；能夠避免由于操作多個(gè)實(shí)例導(dǎo)致的邏輯錯(cuò)誤悼做。如果一個(gè)對(duì)象有可能貫穿整個(gè)應(yīng)用程序疯特，而且起到了全局統(tǒng)一管理控制的作用，那么單例模式也許是一個(gè)值得考慮的選擇肛走。
? ? ? ?單例模式有很多種寫(xiě)法漓雅，大部分寫(xiě)法都或多或少有一些不足。下面將分別對(duì)這幾種寫(xiě)法進(jìn)行介紹朽色。
1邻吞、餓漢模式
[java]?view plain?copy
public?class?Singleton{??
private?static?Singleton?instance?=?new?Singleton();??
private?Singleton(){}??
public?static?Singleton?newInstance(){??
return?instance;??
????}??
}??
? ? ? ?從代碼中我們看到，類的構(gòu)造函數(shù)定義為private的葫男，保證其他類不能實(shí)例化此類抱冷，然后提供了一個(gè)靜態(tài)實(shí)例并返回給調(diào)用者。餓漢模式是最簡(jiǎn)單的一種實(shí)現(xiàn)方式腾誉，餓漢模式在類加載的時(shí)候就對(duì)實(shí)例進(jìn)行創(chuàng)建徘层，實(shí)例在整個(gè)程序周期都存在。它的好處是只在類加載的時(shí)候創(chuàng)建一次實(shí)例利职，不會(huì)存在多個(gè)線程創(chuàng)建多個(gè)實(shí)例的情況趣效，避免了多線程同步的問(wèn)題。它的缺點(diǎn)也很明顯猪贪，即使這個(gè)單例沒(méi)有用到也會(huì)被創(chuàng)建跷敬，而且在類加載之后就被創(chuàng)建，內(nèi)存就被浪費(fèi)了热押。
? ? ? ?這種實(shí)現(xiàn)方式適合單例占用內(nèi)存比較小西傀，在初始化時(shí)就會(huì)被用到的情況。但是桶癣，如果單例占用的內(nèi)存比較大拥褂，或單例只是在某個(gè)特定場(chǎng)景下才會(huì)用到，使用餓漢模式就不合適了牙寞，這時(shí)候就需要用到懶漢模式進(jìn)行延遲加載饺鹃。
2、懶漢模式
[java]?view plain?copy
public?class?Singleton{??
private?static?Singleton?instance?=?null;??
private?Singleton(){}??
public?static?Singleton?newInstance(){??
if(null?==?instance){??
instance?=new?Singleton();??
????????}??
return?instance;??
????}??
}??
? ? ? ?懶漢模式中單例是在需要的時(shí)候才去創(chuàng)建的间雀，如果單例已經(jīng)創(chuàng)建悔详，再次調(diào)用獲取接口將不會(huì)重新創(chuàng)建新的對(duì)象，而是直接返回之前創(chuàng)建的對(duì)象惹挟。如果某個(gè)單例使用的次數(shù)少茄螃，并且創(chuàng)建單例消耗的資源較多，那么就需要實(shí)現(xiàn)單例的按需創(chuàng)建连锯，這個(gè)時(shí)候使用懶漢模式就是一個(gè)不錯(cuò)的選擇归苍。但是這里的懶漢模式并沒(méi)有考慮線程安全問(wèn)題，在多個(gè)線程可能會(huì)并發(fā)調(diào)用它的getInstance()方法运怖，導(dǎo)致創(chuàng)建多個(gè)實(shí)例霜医，因此需要加鎖解決線程同步問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)如下驳规。
[java]?view plain?copy
public?class?Singleton{??
private?static?Singleton?instance?=?null;??
private?Singleton(){}??
public?static?synchronized?Singleton?newInstance(){??
if(null?==?instance){??
instance?=new?Singleton();??
????????}??
return?instance;??
????}??
}??
3肴敛、雙重校驗(yàn)鎖
? ? ? ?加鎖的懶漢模式看起來(lái)即解決了線程并發(fā)問(wèn)題，又實(shí)現(xiàn)了延遲加載吗购，然而它存在著性能問(wèn)題医男，依然不夠完美。synchronized修飾的同步方法比一般方法要慢很多捻勉，如果多次調(diào)用getInstance()镀梭，累積的性能損耗就比較大了。因此就有了雙重校驗(yàn)鎖踱启，先看下它的實(shí)現(xiàn)代碼报账。
[java]?view plain?copy
public?class?Singleton?{??
private?static?Singleton?instance?=?null;??
private?Singleton(){}??
public?static?Singleton?getInstance()?{??
if?(instance?==?null)?{??
synchronized?(Singleton.class)?{??
if?(instance?==?null)?{//2??
instance?=new?Singleton();??
????????????????}??
????????????}??
????????}??
return?instance;??
????}??
}??
? ? ? ?可以看到上面在同步代碼塊外多了一層instance為空的判斷研底。由于單例對(duì)象只需要?jiǎng)?chuàng)建一次，如果后面再次調(diào)用getInstance()只需要直接返回單例對(duì)象透罢。因此榜晦，大部分情況下，調(diào)用getInstance()都不會(huì)執(zhí)行到同步代碼塊羽圃，從而提高了程序性能乾胶。不過(guò)還需要考慮一種情況，假如兩個(gè)線程A朽寞、B识窿，A執(zhí)行了if (instance == null)語(yǔ)句，它會(huì)認(rèn)為單例對(duì)象沒(méi)有創(chuàng)建脑融，此時(shí)線程切到B也執(zhí)行了同樣的語(yǔ)句喻频，B也認(rèn)為單例對(duì)象沒(méi)有創(chuàng)建，然后兩個(gè)線程依次執(zhí)行同步代碼塊肘迎，并分別創(chuàng)建了一個(gè)單例對(duì)象半抱。為了解決這個(gè)問(wèn)題，還需要在同步代碼塊中增加if (instance == null)語(yǔ)句膜宋，也就是上面看到的代碼2窿侈。
我們看到雙重校驗(yàn)鎖即實(shí)現(xiàn)了延遲加載，又解決了線程并發(fā)問(wèn)題秋茫，同時(shí)還解決了執(zhí)行效率問(wèn)題史简，是否真的就萬(wàn)無(wú)一失了呢？
? ? ? ?這里要提到Java中的指令重排優(yōu)化肛著。所謂指令重排優(yōu)化是指在不改變?cè)Z(yǔ)義的情況下圆兵，通過(guò)調(diào)整指令的執(zhí)行順序讓程序運(yùn)行的更快。JVM中并沒(méi)有規(guī)定編譯器優(yōu)化相關(guān)的內(nèi)容枢贿，也就是說(shuō)JVM可以自由的進(jìn)行指令重排序的優(yōu)化殉农。
? ? ? ?這個(gè)問(wèn)題的關(guān)鍵就在于由于指令重排優(yōu)化的存在，導(dǎo)致初始化Singleton和將對(duì)象地址賦給instance字段的順序是不確定的局荚。在某個(gè)線程創(chuàng)建單例對(duì)象時(shí)超凳，在構(gòu)造方法被調(diào)用之前，就為該對(duì)象分配了內(nèi)存空間并將對(duì)象的字段設(shè)置為默認(rèn)值耀态。此時(shí)就可以將分配的內(nèi)存地址賦值給instance字段了轮傍，然而該對(duì)象可能還沒(méi)有初始化。若緊接著另外一個(gè)線程來(lái)調(diào)用getInstance首装，取到的就是狀態(tài)不正確的對(duì)象创夜，程序就會(huì)出錯(cuò)。
? ? ? ?以上就是雙重校驗(yàn)鎖會(huì)失效的原因仙逻，不過(guò)還好在JDK1.5及之后版本增加了volatile關(guān)鍵字驰吓。volatile的一個(gè)語(yǔ)義是禁止指令重排序優(yōu)化涧尿，也就保證了instance變量被賦值的時(shí)候?qū)ο笠呀?jīng)是初始化過(guò)的，從而避免了上面說(shuō)到的問(wèn)題檬贰。代碼如下：
[java]?view plain?copy
public?class?Singleton?{??
private?static?volatile?Singleton?instance?=?null;??
private?Singleton(){}??
public?static?Singleton?getInstance()?{??
if?(instance?==?null)?{??
synchronized?(Singleton.class)?{??
if?(instance?==?null)?{??
instance?=new?Singleton();??
????????????????}??
????????????}??
????????}??
return?instance;??
????}??
}??
4姑廉、靜態(tài)內(nèi)部類
? ? ? ?除了上面的三種方式，還有另外一種實(shí)現(xiàn)單例的方式偎蘸，通過(guò)靜態(tài)內(nèi)部類來(lái)實(shí)現(xiàn)庄蹋。首先看一下它的實(shí)現(xiàn)代碼：
[java]?view plain?copy
public?class?Singleton{??
private?static?class?SingletonHolder{??
public?static?Singleton?instance?=?new?Singleton();??
????}??
private?Singleton(){}??
public?static?Singleton?newInstance(){??
return?SingletonHolder.instance;??
????}??
}??
? ? ? ?這種方式同樣利用了類加載機(jī)制來(lái)保證只創(chuàng)建一個(gè)instance實(shí)例瞬内。它與餓漢模式一樣迷雪，也是利用了類加載機(jī)制，因此不存在多線程并發(fā)的問(wèn)題虫蝶。不一樣的是章咧，它是在內(nèi)部類里面去創(chuàng)建對(duì)象實(shí)例。這樣的話能真，只要應(yīng)用中不使用內(nèi)部類赁严，JVM就不會(huì)去加載這個(gè)單例類，也就不會(huì)創(chuàng)建單例對(duì)象粉铐，從而實(shí)現(xiàn)懶漢式的延遲加載疼约。也就是說(shuō)這種方式可以同時(shí)保證延遲加載和線程安全。
5蝙泼、枚舉
? ? ? ?再來(lái)看本文要介紹的最后一種實(shí)現(xiàn)方式：枚舉程剥。
[java]?view plain?copy
public?enum?Singleton{??
????instance;??
public?void?whateverMethod(){}??????
}??
? ? ? ?上面提到的四種實(shí)現(xiàn)單例的方式都有共同的缺點(diǎn)：
1）需要額外的工作來(lái)實(shí)現(xiàn)序列化，否則每次反序列化一個(gè)序列化的對(duì)象時(shí)都會(huì)創(chuàng)建一個(gè)新的實(shí)例汤踏。
2）可以使用反射強(qiáng)行調(diào)用私有構(gòu)造器（如果要避免這種情況织鲸，可以修改構(gòu)造器，讓它在創(chuàng)建第二個(gè)實(shí)例的時(shí)候拋異常）溪胶。
? ? ? ?而枚舉類很好的解決了這兩個(gè)問(wèn)題搂擦，使用枚舉除了線程安全和防止反射調(diào)用構(gòu)造器之外，還提供了自動(dòng)序列化機(jī)制哗脖，防止反序列化的時(shí)候創(chuàng)建新的對(duì)象瀑踢。因此，《Effective Java》作者推薦使用的方法才避。不過(guò)丘损，在實(shí)際工作中，很少看見(jiàn)有人這么寫(xiě)工扎。
總結(jié)
? ? ? ?本文總結(jié)了五種Java中實(shí)現(xiàn)單例的方法徘钥，其中前兩種都不夠完美，雙重校驗(yàn)鎖和靜態(tài)內(nèi)部類的方式可以解決大部分問(wèn)題肢娘，平時(shí)工作中使用的最多的也是這兩種方式呈础。枚舉方式雖然很完美的解決了各種問(wèn)題舆驶，但是這種寫(xiě)法多少讓人感覺(jué)有些生疏。個(gè)人的建議是而钞，在沒(méi)有特殊需求的情況下沙廉，使用第三種和第四種方式實(shí)現(xiàn)單例模式。
參考文章：http://www.jfox.info/java-dan-li-mo-shi-de-ji-zhong-xie-fa
http://devbean.blog.51cto.com/448512/203501/
