懒汉模式

一、懒汉式

（1）线程不安全

最简单的实现方式，大多数书籍上表述方式

public class Singleton {
    private static Singleton instance;
    private Singleton (){}

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

 

代码通俗易懂，使用了懒加载模式，但是这段代码存在致命的问题，当有多个线程并行调用getInstance()的时候，就会创建多个实例。换句话说，在多线程下是不能正常使用的。

（2）线程安全

public class Singleton {
    private static Singleton instance;
    private Singleton (){}

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

 

虽然做到了线程安全，并且解决了多实例的问题，但是它并不高效。因为在任何时候只能有一个线程调用 getInstance() 方法。但是同步操作只需要在第一次调用时才被需要，即第一次创建单例实例对象时。

二、双重检验锁

double checked locking pattern，是一种使用同步块加锁的方法，即通常所说的双重检查锁，因为会有两次检查instance==null，一次是在同步块外，一次是在同步块内。为什么在同步块内还要检查一次呢，因为可能会有多个线程一起进入同步块，如果在同步块不尽兴二次检验的话就会生成多个实例。

public class Singleton {
    private static Singleton instance;
    private Singleton (){}

    public static Singleton getSingleton() {
    if (instance == null) {                         //Single Checked
        synchronized (Singleton.class) {
            if (instance == null) {                 //Double Checked
                instance = new Singleton();
            }
        }
    }
    return instance ;
    }
}

这段代码还是有问题的，主要是因为instance = new Singleton()这句，这并不是原子操作，在jvm解析中，有三个操作

1.给instance分配内存

2.调用Singleton的构造函数来初始化成员变量

3.将instance对象指向分配的内存空间（到这一步，instance就是非null值了）

但是在jvm的即时编译器中存在指令重排序的优化。也就是说上面的第二步和第三步的顺序是不能保证的，最后的执行顺序可能是123也有可能是132，如果是132的话，那么明显结果有误，因为2会直接返回instance，而instance为null。

三、饿汉式

static final field，单例的实例被声明成 static 和 final 变量了，在第一次加载类到内存中时就会初始化，所以创建实例本身是线程安全的。

public class Singleton{
    //类加载时就初始化
    private static final Singleton instance = new Singleton();
    
    private Singleton(){}

    public static Singleton getInstance(){
        return instance;
    }
}

这种写法的缺点是它不是一种懒加载模式（lazy initialization），单例会在加载类后一开始就被初始化，即使客户端没有调用 getInstance()方法。饿汉式的创建方式在一些场景中将无法使用：譬如 Singleton 实例的创建是依赖参数或者配置文件的，在 getInstance() 之前必须调用某个方法设置参数给它，那样这种单例写法就无法使用了。

四、静态内部类

static nested class，这种方法是《Effective java》上所推荐的

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本身机制保证了线程安全问题，由于 SingletonHolder 是私有的，除了 getInstance() 之外没有办法访问它，因此它是懒汉式的；同时读取实例的时候不会进行同步，没有性能缺陷；也不依赖 JDK 版本。

五、枚举

public enum Singleton{
    INSTANCE;
}

另辟蹊径，使用枚举写单例非常简单，我们可以通过Singleton.INSTANCE来访问实例，这比调用getInstance()方法简单多了。创建枚举默认就是线程安全的，所以不需要担心double checked locking，而且还能防止反序列化导致重新创建新的对象。但是还是很少看到有人这样写，可能是因为不太熟悉吧。