单例模式 Java
概述
单例模式保证对于每一个类加载器，一个类仅有一个实例并且提供全局的访问。其是一种对象创建型模式。对于单例模式主要适用以下几个场景：
系统只需要一个实例对象，如提供一个唯一的序列号生成器客户调用类的单个实例只允许使用一个公共访问点，除了该公共访问点，不能通过其他途径访问该实例
单例模式的缺点之一是在分布式环境中，如果因为单例模式而产生 bugs，那么很难通过调试找出问题所在，因为在单个类加载器下进行调试，并不会出现问题。
实现方式
一般来说，实现枚举有五种方式：饿汉式、懒汉式、双重锁检验、静态内部类、枚举，而这里我将这五种方式分为三部分来介绍。
饿汉式加载
public class Singleton {
//私有构造器，所以无法实例化类对象
private Singleton() {}
//类静态实例域
private static final Singleton INSTANCE=new Singleton();
//返回类实例
public static Singleton getInstance() {
return INSTANCE;
}
}
直接初始化静态实例保证了线程安全，但是此种方式不是懒加载的，单例一开始就初始化了，无法在我们需要的时候再进行初始化。
懒汉式加载
//实例在这个方法第一次被调用的时候进行初始化
public static synchronized Singleton getInstance() {
if (instance==null) {
instance=new Singleton();
}
return instance;
}
getInstance() 方法设置为 synchronized 保证了线程安全，但是其效率并不高，因为在任何时候只有一个线程能够访问这个方法，而同步操作仅需在第一次被调用的时候才被需要。
此方法的一种改进是使用双重锁检验。
public class ThreadSafeDoubleCheckLocking {
private static volatile ThreadSafeDoubleCheckLocking instance;
private ThreadSafeDoubleCheckLocking() {}
public static ThreadSafeDoubleCheckLocking getInstance() {
//局部变量可以提高25%的性能，这个局部变量确保instance只在已经被初始化的情况下读取一次
//《Effective Java 第2版》P250页
ThreadSafeDoubleCheckLocking result=instance;
//检查实例是否已经别初始化
if (result==null) {
//未被初始化，但是无法确定这时其他线程是否已经对其初始化，因此添加对象锁进行互斥
synchronized (ThreadSafeDoubleCheckLocking.class) {
//再一次将instance赋值给局部变量来进行检查，因为有可能在当前线程阻塞的时候，其他线程对instance进行初始化
result=instance;
if (result==null) {
//此时还未被初始化的话，在这里初始化可以保证线程安全
instance=result=new ThreadSafeDoubleCheckLocking();
}
}
}
return result;
}
}
上面的双重锁检验使用了《Effective Java 第2版》提出的一个优化方式，另外值得一提的是，对于 instance 域被声明为 volatile 是很重要的。当一个变量定义为 volatile 之后，它就具备了两种特性，第一是保证了此变量对所有线程的可见性，“可见性”指的是当一条线程修改了这个变量的值，新值对于其他线程来说是可以立即得知的（注意基于volatile变量的运算在并发编程下并非是安全的，例如：假设被volatile修饰的域进行自增运算，而自增运算并不是原子操作，那么第二个线程就可能在读取旧值和写回新值的期间读取到这个域，导致第二个线程看到的值与第一个线程未自增前的值一样，详细了解的话可查看《深入理解Java虚拟机 第2版》P366 基于volatile型变量的特殊规则）；第二是禁止指令重排序优化。
在进行初始化的时候 instance=result=new
ThreadSafeDoubleCheckLocking() ，此时 JVM 大致做了三件事：
1.给instance分配内存2.调用构造函数进行初始化3.instance对象指向被分配的内存
没有声明为 volatile ，那么指令重排序后，可能执行的顺序是 1-3-2，当线程一执行到3这个步骤，还未执行步骤2（instance非null，但未初始化），那么对于线程二，此时检测到 instance 并非是 null，直接返回 instance，就会出现错误。需要说明的一点是，JDK 1.5以后， volatile才真正发挥用处，因此在1.5以前，仍然是无法保证安全的，具体可查看 The "Double-Checked Locking is Broken" Declaration .
另外一种懒加载方式就是使用静态内部类的方法：
public class InitializingOnDemandHolderIdiom {
private InitializingOnDemandHolderIdiom() {}
public static InitializingOnDemandHolderIdiom getInstance() {
return HelperHolder.INSTANCE;
}
private static class HelperHolder {
private static final InitializingOnDemandHolderIdiom INSTANCE=new InitializingOnDemandHolderIdiom();
}
}
这种方式是线程安全的，同时也是懒加载的。 HelperHolder 是私有的，除了 getInstance()外没有办法访问。这种方式不需要依赖其他语言特性（volatile，synchronized），也不依赖JDK版本。
枚举
《Effective Java 第2版》P15 中提到实现单例的一种新方式，使用枚举来实现单例。枚举类型是Java 5中新增特性的一部分，因此使用这种方式实现的枚举，要求至少是 JDK 1.5版本及其以上。枚举本身保证了线程安全，并且提供了序列化机制，因此这种方式写起来极为简洁。
public enum Singleton {
INSTANCE;
}
当然，对于使用枚举来实现单例模式也有一些缺点，具体可以查看 StackOverflow 的讨论。
