再说单例模式的线程安全问题

今天和同事聊起了单例模式的线程安全，我说如果不做任何措施，单例模式在多线程下是不安全的，得到的“单例”实际上并不是单例。但是为什么不是单例呢？由此我上网查了一下，在使用单例模式时，一定要注意线程安全问题，之前的写法没有任何问题。如下：

 1 package day_5_singleton;
 2 
 3 /**
 4  * 单例
 5  * 
 6  * @author turbo
 7  *
 8  *         2016年9月8日
 9  */
10 public class Singleton {
11     private static Singleton instance;
12 
13     private Singleton() {
14     }
15 
16     public static synchronized Singleton GetInstance() {
17 
18         if (instance == null) {
19             instance = new Singleton();
20         }
21         
22         return instance;
23     }
24 }

问题就在于，synchronized对整个方法加锁，形成同步机制，这样虽然解决了单例模式的线程安全问题，但是却产生另外一个问题性能问题，对方法加锁这个颗粒度有点大，我们稍微改进一下。如下：

 1 package day_5_singleton;
 2 
 3 /**
 4  * 单例
 5  * 
 6  * @author turbo
 7  *
 8  *         2016年9月12日
 9  */
10 public class Singleton {
11     private static Singleton instance;
12 
13     private Singleton() {
14     }
15 
16     public static Singleton GetInstance() {
17 
18         if (instance == null) {
19             synchronized (Singleton.class) {
20                 if (instance == null){
21                     instance = new Singleton();
22                 }
23             }
24         }
25         
26         return instance;
27     }
28 }

利用双重锁的方式这样颗粒度变小了，但还是利用同步的方式来解决资源共享问题。其实这上面两种写法称之为“懒加载”，即在用到的时候再来实例化。

我们再次修改代码，如下。

 1 package day_5_singleton;
 2 
 3 /**
 4  * 单例
 5  * 
 6  * @author turbo
 7  *
 8  *         2016年9月12日
 9  */
10 public class Singleton {
11     private static Singleton instance = new Singleton();
12 
13     private Singleton() {
14     }
15 
16     public static Singleton GetInstance() {
17         return instance;
18     }
19 }

我们不利用线程同步的方式，而是在类被加载的时候就生成一个实例对象。这称之为“勤加载”，这个带来的问题就是，不管这个单例有没有用到都会一直存在。

两者都有其优缺点，但相对于利用线程同步的方式来解决线程安全问题，“勤加载”会是一个较为明智的选择。

2016.9.16补充：之所以懒加载不采取任何措施造成的线程不安全问题，是因为在程序中出现了“竞态条件（Race Condition）”，由于不恰当的执行时序而出现不正确的结果。最常见的竞态条件类型就是“先检查后执行（Check-Then-Act）”操作，即通过一个可能失效的观测结果来决定下一步的动作。——《Java 并发编程实战》