對(duì)幾種單例寫(xiě)法的整理疚俱，并分析其優(yōu)缺點(diǎn)向叉。如何創(chuàng)建一個(gè)線程安全的單例单绑，什么是雙檢鎖，那這篇文章可能會(huì)幫助到你甘畅。
懶漢式 非線程安全
public class Singleton {
private static Singleton instance;
private Singleton (){}
public static Singleton getInstance() {
if (instance == null) {
instance = new Singleton();
}
return instance;
}
}
代碼簡(jiǎn)單明了，使用了懶加載模式往弓，但是卻存在問(wèn)題橄浓。當(dāng)有多個(gè)線程并行調(diào)用 getInstance() 的時(shí)，就會(huì)創(chuàng)建多個(gè)實(shí)例亮航。在多線程下不能正常工作荸实。
懶漢式，線程安全
public class Singleton {
private static Singleton instance;
private Singleton (){}
public static synchronized Singleton getInstance() {
if (instance == null) {
instance = new Singleton();
}
return instance;
}
}
雖做到線程安全缴淋，并且解決了多實(shí)例的問(wèn)題准给，但是并不高效。因?yàn)樵谌魏螘r(shí)候只能有一個(gè)線程調(diào)用 getInstance() 方法重抖。但是同步操作只在第一次調(diào)用時(shí)才被需要露氮，即第一次創(chuàng)建單例實(shí)例時(shí)。雙重檢驗(yàn)鎖就能解決這個(gè)問(wèn)題钟沛。
雙重檢驗(yàn)鎖
雙重檢驗(yàn)鎖畔规，是一種使用同步塊加鎖的方法。又稱其為雙重檢查鎖恨统，因?yàn)闀?huì)有兩次檢查 instance == null叁扫，一次是在同步塊外三妈，一次是在同步塊內(nèi)。為何在同步塊內(nèi)還要再檢驗(yàn)莫绣？因?yàn)榭赡軙?huì)有多個(gè)線程一起進(jìn)入同步塊外的 if畴蒲，如果在同步塊內(nèi)不進(jìn)行二次檢驗(yàn)的話就會(huì)生成多個(gè)實(shí)例。
public class Singleton {
private volatile static Singleton instance;//聲明volatile对室，原子操作
private Singleton (){}
public static Singleton getSingleton() {
if (instance == null) { //Single Checked
synchronized (Singleton.class) {
if (instance == null) { //Double Checked
instance = new Singleton();
}
}
}
return instance;
}
}
- 給 instance 分配內(nèi)存
- 調(diào)用 Singleton 的構(gòu)造函數(shù)來(lái)初始化成員變量
- 將instance對(duì)象指向分配的內(nèi)存空間（執(zhí)行完這步 instance 就為非 null 了）
在 JVM 的即時(shí)編譯器中存在指令重排序的優(yōu)化模燥。上面的2和3的順序是不能保證的，最終執(zhí)行順序有可能是 1-2-3 也可能是 1-3-2掩宜。如果是后者蔫骂，則在 3 執(zhí)行完畢、2 未執(zhí)行之前牺汤，被其他線程搶占纠吴，這時(shí) instance 已經(jīng)是非 null 了（但卻沒(méi)有初始化），所以線程二會(huì)直接返回 instance慧瘤，然后使用戴已，最后報(bào)錯(cuò)，所以才要使用volatile
volatile
- 禁止指令重排序優(yōu)化锅减。也就是說(shuō)糖儡，在 volatile 變量的賦值操作后面會(huì)有一個(gè)內(nèi)存屏障（生成的匯編代碼上），讀操作不會(huì)被重排序到內(nèi)存屏障之前怔匣。比如上面的例子握联，取操作必須在執(zhí)行完 1-2-3 之后或者 1-3-2 之后，不存在執(zhí)行到 1-3 然后取到值的情況每瞒。從「先行發(fā)生原則」的角度理解的話金闽，就是對(duì)于一個(gè) volatile 變量的寫(xiě)操作都先行發(fā)生于后面對(duì)這個(gè)變量的讀操作（這里的“后面”是時(shí)間上的先后順序）。
- 特別注意在 Java 5 以前的版本使用 volatile 的雙檢鎖還是有問(wèn)題的剿骨。其原因是 Java 5 以前的 JMM （Java 內(nèi)存模型）是存在缺陷的代芜，即時(shí)將變量聲明成 volatile 也不能完全避免重排序，主要是 volatile 變量前后的代碼仍然存在重排序問(wèn)題浓利。這個(gè) volatile 屏蔽重排序的問(wèn)題在 Java 5 中才得以修復(fù)挤庇，所以在這之后才可以放心使用 volatile。
餓漢式 static final field
單例的實(shí)例被聲明成 static 和 final 變量贷掖，開(kāi)始就加載類到內(nèi)存中時(shí)就會(huì)初始化嫡秕，所以創(chuàng)建實(shí)例本身是線程安全的。
public class Singleton{
//類加載時(shí)就初始化
private static final Singleton instance = new Singleton();
private Singleton(){}
public static Singleton getInstance(){
return instance;
}
}
- 缺點(diǎn)：不是一種懶加載模式
- 單例會(huì)在加載類后一開(kāi)始就被初始化苹威，即使客戶端沒(méi)有調(diào)用 getInstance()方法昆咽。
- 餓漢式的創(chuàng)建方式在某些場(chǎng)景中無(wú)法使用：如 Singleton 實(shí)例的創(chuàng)建是依賴參數(shù)或配置文件的，在 getInstance() 之前必須調(diào)用某個(gè)方法設(shè)置參數(shù)給它掷酗，這種單例就無(wú)法使用了调违。
靜態(tài)內(nèi)部類 static nested class
該方法也是《Effective Java》上推薦的汇在。
public class Singleton {
private static class SingletonHolder {
private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
}
private Singleton (){}
public static final Singleton getInstance() {
return SingletonHolder.INSTANCE;
}
}
- 使用JVM本身機(jī)制保證了線程安全問(wèn)題翰萨；
- 由于
SingletonHolder是私有的糕殉，除了 getInstance() 外沒(méi)有辦法訪問(wèn)它，懶漢式殖告； - 同時(shí)讀取實(shí)例的時(shí)候不會(huì)進(jìn)行同步阿蝶，沒(méi)有性能缺陷；
- 不依賴 JDK 版本羡洁。
枚舉 Enum
用枚舉寫(xiě)單例太簡(jiǎn)單
public enum Singleton {
INSTANCE;
}
可通過(guò)Singleton.INSTANCE來(lái)訪問(wèn)實(shí)例，這比調(diào)用getInstance()方法簡(jiǎn)單多了筑煮。創(chuàng)建枚舉默認(rèn)就是線程安全的，還能防止反序列化導(dǎo)致重新創(chuàng)建新的對(duì)象粤蝎。但還是很少看到有人這樣寫(xiě)真仲。
總結(jié)
一般來(lái)說(shuō)，單例模式有五種寫(xiě)法：懶漢初澎、餓漢秸应、雙重檢驗(yàn)鎖碑宴、靜態(tài)內(nèi)部類软啼、枚舉延柠。上述所說(shuō)都是線程安全的實(shí)現(xiàn)
- 一般使用餓漢式
- 要求懶加載傾向靜態(tài)內(nèi)部類
- 反序列化創(chuàng)建對(duì)象用枚舉。
