單例模式作為入門編程人員面試必考題之一，也是被玩壞了， 猛然一搜盡然有七種寫法，什么懶漢，餓漢五花八門， 這里參考已經(jīng)比較不錯(cuò)的文章， 忽略五花八門的命名， 把單例模式不同寫法按邏輯演進(jìn)梳理一下， 方便記憶。

參考文章：
1. 單例模式的八種寫法比較
2. Wiki: Initialization-on-demand holder idiom
3. Java Singleton Design Pattern Best Practices with Examples

單例模式的應(yīng)用場(chǎng)景

• 整個(gè)應(yīng)用中只需要特定類型的實(shí)例需要全局唯一， 否則應(yīng)用程序就沒法正常運(yùn)行。

單例模式的最原始寫法（線程不安全）

public class Singleton {private static Singleton instance; // can only be accessed by getInstanceprivate Singleton() // can not called by outside to create more instances{...}public static Singleton getInstance(){if (instance == null)instance = new Singleton();return instance;} }

單例模式的代碼乍一看很簡(jiǎn)單， 但是對(duì)于第一次看到單例模式的初學(xué)者來說， 有幾個(gè)細(xì)節(jié)需要關(guān)注。

• 單例模式的成員變量instance 的修飾符必須是 private static
  
  • 因?yàn)殪o態(tài)變量是被所在類的所有實(shí)例共享的
• 單例模式的構(gòu)造函數(shù)必須用private修飾
  
  • 從語法層面保證其他類中，根本無法獲得實(shí)例化該類的權(quán)限
• 單例模式獲取單例的方法getInstance用public static synchronized 修飾
  
  • public static關(guān)鍵字修飾的方法為其他類獲得單例模式的唯一實(shí)例提供了接口

上述寫法僅僅適用于不會(huì)有多個(gè)線程同時(shí)調(diào)用getInstance方法，現(xiàn)假設(shè)有兩個(gè)線程同時(shí)調(diào)用getInstance, 假設(shè)線程A 剛剛執(zhí)行完if( instance == null )后，時(shí)間片用盡， 線程B也執(zhí)行到了if( instance == null )的判斷， 此時(shí)線程B也會(huì)通過該判斷， 至此之后， 無論CPU如何調(diào)度， 線程A和線程B都會(huì)執(zhí)行一次new Instance ， 從而導(dǎo)致線程A和線程B獲得的對(duì)象是不一樣的，違背了單例模式創(chuàng)建實(shí)例的唯一性。

所以接下來需要解決的是多線程模式下的單例模式

單例模式的線程安全寫法

• 通過synchronized關(guān)鍵字保證線程安全（非常簡(jiǎn)單）

public class Singleton
{
private static Singleton instance; // can only be accessed by getInstance
private Singleton() // can not called by outside to create more instances
{
…
}

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

}

該寫法和最原始的寫法相比， 僅僅多了一個(gè)synchronized 關(guān)鍵字， 保證了同一時(shí)刻只有一個(gè)線程可以進(jìn)入getInstance方法。

• 缺點(diǎn)：
  
  • 同一時(shí)刻只有一個(gè)線程可以執(zhí)行g(shù)etInstance（）方法，實(shí)際上， 只要在instance 被初始化了以后， return instance 是可以被并發(fā)執(zhí)行的。

單例模式的線程安全高效寫法1

public class Singleton {private static volatile Singleton singleton;private Singleton() {}public static Singleton getInstance() {if (singleton == null) {synchronized (Singleton.class) {if (singleton == null) {singleton = new Singleton();}}}return singleton;} }

• 與上一個(gè)的線程安全寫法相比，有兩個(gè)需要注意的變化。
  
  • synchronized關(guān)鍵字僅僅修飾了 if(singleton == null) 以后的內(nèi)容。
    
    • 這個(gè)變動(dòng)好理解， 因?yàn)楫?dāng)instance 被實(shí)例化以后， return是可以并發(fā)執(zhí)行的。
  • synchronized關(guān)鍵字修飾的塊的內(nèi)部又加了一次重復(fù)地判斷 if(singleton == null)
    
    • 這個(gè)變動(dòng)需要思考一下， 因?yàn)樵趇nstance 尚未被初始化時(shí)， 還是有可能有多個(gè)線程同時(shí)通過 if(singleton == null) 的判斷。 例如線程A 通過了if(singleton == null) 的判斷，進(jìn)入了synchronized部分， 在synchronized方法執(zhí)行到一半時(shí)被掛起， 線程B得到調(diào)度， 此時(shí)同樣會(huì)通過 if(singleton == null) 的判斷， 雖然無法立即進(jìn)入synchronized塊， 但是等待線程A執(zhí)行完synchronized部分以后， 線程B還是會(huì)再次進(jìn)入synchronized方法。
  • 成員變量的instance 修飾符多了volatile 關(guān)鍵字。
    
    • 該關(guān)鍵字保證了一個(gè)線程成功實(shí)例化instance 后， 該變化立刻對(duì)所有的線程可見。 具體細(xì)節(jié)可以單獨(dú)查閱volatile 關(guān)鍵字的功用。

上述的單例模式基本上已經(jīng)可以算是最優(yōu)的寫法了， 下面還有一種利用靜態(tài)內(nèi)部類實(shí)現(xiàn)的寫法， 根本不使用同步機(jī)制，與該寫法不分伯仲

單例模式線程安全高效寫法2

public class Singleton {private Singleton() {}private static class LazyHolder {private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();}public static Singleton getInstance() {return LazyHolder.INSTANCE;} }

這種方法利用了jvm 的類裝載機(jī)制來保證線程安全， 因?yàn)殪o態(tài)變量的初始化是在類被加載的時(shí)候時(shí)進(jìn)行的， 而jvm 加載類時(shí)， 是只允許一個(gè)線程進(jìn)入的， 這樣就保證了線程安全。 同時(shí)， 由于是靜態(tài)內(nèi)部類， 所以并不會(huì)在Singleton 被加載的時(shí)候就初始化LazyHolder, 而是當(dāng)getInstance（） 被調(diào)用時(shí)才會(huì)加載LazyHolder。

總結(jié)

以上的三種線程安全寫法基本上涵蓋了單例模式最重要的知識(shí)點(diǎn)，對(duì)于工程實(shí)踐來說， 線程安全高效寫法1 和 線程安全高效寫法2 掌握一種即可。 但是以上介紹的寫法的線程安全其實(shí)都可以被反射調(diào)用所違背， 如果想避免反射調(diào)用違背線程安全， 可以采用枚舉方式的線程安全寫法， 但是這種考量太不常用了， 也無法實(shí)現(xiàn)延遲加載， 有興趣者可以閱讀參考文章3.

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的单例模式( Single Pattern )： 不仅仅是回字的四种写法的全部?jī)?nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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