今天看设计模式的时候，一个同事考了个我单例模式的实现方法，我回答了2种，一个是“饿汉模式”，一个是“懒汉模式”+双重检测加锁。但同事给了我另一种方法“枚举单例”，个人没有使用过，不是很了解，但是从枚举线程安全看是没有问题的。所以上网查了下“枚举单例”，所以把在网络中看到的单例模式的实现方法总结。
下文来自：http://wuchong.me/blog/2014/08/28/how-to-correctly-write-singleton-pattern/
懒汉式，线程安全
为了解决上面的问题，最简单的方法是将整个 getInstance() 方法设为同步（synchronized）。
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。这就引出了双重检验锁。
双重检验锁
双重检验锁模式（double checked locking pattern），是一种使用同步块加锁的方法。程序员称其为双重检查锁，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再检验一次？因为可能会有多个线程一起进入同步块外的 if，如果在同步块内不进行二次检验的话就会生成多个实例了。
public static Singleton getSingleton() { if (instance == null) { //Single Checked synchronized (Singleton.class) { if (instance == null) { //Double Checked instance = new Singleton(); } } } return instance ; }
这段代码看起来很完美，很可惜，它是有问题。主要在于 instance = new Singleton() 这句，这并非是一个原子操作，事实上在 JVM 中这句话大概做了下面 3 件事情。
- 给 instance 分配内存
- 调用 Singleton 的构造函数来初始化成员变量
- 将instance对象指向分配的内存空间（执行完这步 instance 就为非 null 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，最终的执行顺序可能是 1-2-3 也可能是 1-3-2。如果是后者，则在 3 执行完毕、2 未执行之前，被线程二抢占了，这时 instance 已经是非 null 了（但却没有初始化），所以线程二会直接返回 instance，然后使用，然后顺理成章地报错。
我们只需要将 instance 变量声明成 volatile 就可以了。
public class Singleton { private volatile static Singleton instance; //声明成 volatile private Singleton (){} public static Singleton getSingleton() { if (instance == null) { synchronized (Singleton.class) { if (instance == null) { instance = new Singleton(); } } } return instance; } }
有些人认为使用 volatile 的原因是可见性，也就是可以保证线程在本地不会存有 instance 的副本，每次都是去主内存中读取。但其实是不对的。使用 volatile 的主要原因是其另一个特性：禁止指令重排序优化。也就是说，在 volatile 变量的赋值操作后面会有一个内存屏障（生成的汇编代码上），读操作不会被重排序到内存屏障之前。比如上面的例子，取操作必须在执行完 1-2-3 之后或者 1-3-2 之后，不存在执行到 1-3 然后取到值的情况。从「先行发生原则」的角度理解的话，就是对于一个 volatile 变量的写操作都先行发生于后面对这个变量的读操作（这里的“后面”是时间上的先后顺序）。
但是特别注意在 Java 5 以前的版本使用了 volatile 的双检锁还是有问题的。其原因是 Java 5 以前的 JMM （Java 内存模型）是存在缺陷的，即时将变量声明成 volatile 也不能完全避免重排序，主要是 volatile 变量前后的代码仍然存在重排序问题。这个 volatile 屏蔽重排序的问题在 Java 5 中才得以修复，所以在这之后才可以放心使用 volatile。
相信你不会喜欢这种复杂又隐含问题的方式，当然我们有更好的实现线程安全的单例模式的办法。
饿汉式 static final field
这种方法非常简单，因为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; } }
这种写法如果完美的话，就没必要在啰嗦那么多双检锁的问题了。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。
静态内部类 static nested class
我比较倾向于使用静态内部类的方法，这种方法也是《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; } }
这种写法仍然使用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。
枚举 Enum
用枚举写单例实在太简单了！这也是它最大的优点。下面这段代码就是声明枚举实例的通常做法。
public enum EasySingleton{ INSTANCE; }
我们可以通过EasySingleton.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。
总结
一般来说，单例模式有五种写法：懒汉、饿汉、双重检验锁、静态内部类、枚举。上述所说都是线程安全的实现。
就我个人而言，一般情况下直接使用饿汉式就好了，如果明确要求要懒加载（lazy initialization）会倾向于使用静态内部类，如果涉及到反序列化创建对象时会试着使用枚举的方式来实现单例。
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单例模式中为什么用枚举更好
枚举单例（Enum Singleton）是实现单例模式的一种新方式，尽管单例模式在java中已经存在很长时间了，但是枚举单例相对来说是一种比较新的概念，枚举这个特性是在Java5才出现的，这篇文章主要讲解关于为什么我们应该使用枚举来实现单例模式，它与传统方式实现的单例模式相比较又有哪些优势？
1. 枚举写法简单
写法简单这是它最大的优点，如果你先前写过单例模式，你应该知道即使有DCL（double checked locking） 也可能会创建不止一个实例，尽管在Java5这个问题修复了（jdk1.5在内存模型上做了大量的改善，提供了volatile关键字来修饰变量），但是仍然对新手来说还是比较棘手。对比通过double checked locking 实现同步，枚举单例那实在是太简单了。如果你不相信那么对比下面代码，分别为传统的用double checked locking实现的单例和枚举单例。
枚举实现：
下面这段代码就是声明枚举实例的通常做法，它可能还包含实例变量和实例方法，但是为了简单起见，我并没有使用这些东西，仅仅需要小心的是如果你正在使用实例方法，那么你需要确保线程安全（如果它影响到其他对象的状态的话）。默认枚举实例的创建是线程安全的，但是在枚举中的其他任何方法由程序员自己负责。
/** * Singleton pattern example using Java Enumj */ public enum EasySingleton{ INSTANCE; }
你可以通过EasySingleton.INSTANCE来访问，这比调用getInstance()方法简单多了。
double checked locking 实现法：
下面代码就是用double checked locking 方法实现的单例，这里的getInstance()方法要检查两次，确保是否实例INSTANCE是否为null或者已经实例化了，这也是为什么叫double checked locking 模式。
/** * Singleton pattern example with Double checked Locking */ public class DoubleCheckedLockingSingleton{ private volatile DoubleCheckedLockingSingleton INSTANCE; private DoubleCheckedLockingSingleton(){} public DoubleCheckedLockingSingleton getInstance(){ if(INSTANCE == null){ synchronized(DoubleCheckedLockingSingleton.class){ //double checking Singleton instance if(INSTANCE == null){ INSTANCE = new DoubleCheckedLockingSingleton(); } } } return INSTANCE; } }
你可以使用 DoubleCheckedLockingSingleton.getInstance()来获取实例。
从创建一个lazy loaded thread-safe单例来看，它的代码行数与枚举相比，后者可以全部在一行内完成，因为枚举创建的单例在JVM层面上也能保证实例是thread-safe的。
人们可能会争论有更好的方式去写单例用来替换duoble checked locking 方法，但是每种方法有他自己的优点和缺点，象我很多时候更愿初始化通过类加载静态字段，如下所示，但是记住他不是lazy loaded形式的单例。
静态工厂实现法：
这是我最喜欢的一种方式来实现单例模式，因为单例是静态的final变量，当类第一次加载到内存中的时候就初始化了，所以创建的实例固然是thread-safe。
/** * Singleton pattern example with static factory method */ public class Singleton{ //initailzed during class loading private static final Singleton INSTANCE = new Singleton(); //to prevent creating another instance of Singleton private Singleton(){} public static Singleton getSingleton(){ return INSTANCE; } }
你可以调用Singleton.getSingleton()获取实例。
2. 枚举自己处理序列化
传统单例存在的另外一个问题是一旦你实现了序列化接口，那么它们不再保持单例了，因为readObject()方法一直返回一个新的对象就像java的构造方法一样，你可以通过使用readResolve()方法来避免此事发生，看下面的例子：
//readResolve to prevent another instance of Singleton private Object readResolve(){ return INSTANCE; }
这样甚至还可以更复杂，如果你的单例类维持了其他对象的状态的话，因此你需要使他们成为transient的对象。但是枚举单例，JVM对序列化有保证。
3. 枚举实例创建是thread-safe
正如在第一条中所说的，因为创建枚举默认就是线程安全的，你不需要担心double checked locking。
总结：枚举单例有序列化和线程安全的保证，而且只要几行代码就能实现是单例最好的的实现方式，不过你仍然可以使用其它的方式来实现单例，但是我仍然得不到一个更有信服力的原因不去使用枚举。如果你有的话，不妨告诉我。
