單例模式是一種簡單的設(shè)計(jì)模式，但是要在程序設(shè)計(jì)中使用好單例模式，卻需要注意幾個(gè)地方。
單例模式意味著在整個(gè)系統(tǒng)中，單例類只能有一個(gè)實(shí)例對象，且需要自行完成實(shí)例化，并始終對外提供同一個(gè)實(shí)例對象。
public class Singleton { //餓漢模式是最簡單的實(shí)現(xiàn)方式，在類加載時(shí)就創(chuàng)建單例類對象 private static final Singleton instance = new Singleton(); //私有化構(gòu)造方法，防止外界創(chuàng)建對象 private Singleton(){} public static Singleton newInstance(){ //返回唯一的實(shí)例對象 return instance; }}
public class Singleton { private static Singleton instance = null; //私有化構(gòu)造方法，防止外界創(chuàng)建對象 private Singleton(){} public static Singleton newInstance(){ // 在需要的時(shí)候才去創(chuàng)建的單例對象，如采羊例對象已經(jīng)創(chuàng)建，再次調(diào)用 ηewinstance()方法時(shí) // 將不會重新創(chuàng)建新的單例對象，而是直接返回之前創(chuàng)建的單例對象 if (null == instance){ instance = new Singleton(); } //返回唯一的實(shí)例對象 return instance; }}
上述懶漢模式有延遲加載的意思，但是沒有考慮到多線程的情況，在多線程的場景中，出現(xiàn)多個(gè)線程同時(shí)調(diào)用newInstance方法創(chuàng)建單例對象，從而導(dǎo)致系統(tǒng)中出現(xiàn)多個(gè)單例類的實(shí)例，顯然是不符合要求的。
public class Singleton { private static Singleton instance = null; //私有化構(gòu)造方法，防止外界創(chuàng)建對象 private Singleton(){} public static synchronized Singleton newInstance(){ // 在需要的時(shí)候才去創(chuàng)建的單例對象，如采羊例對象已經(jīng)創(chuàng)建，再次調(diào)用 ηewinstance()方法時(shí) // 將不會重新創(chuàng)建新的單例對象，而是直接返回之前創(chuàng)建的單例對象 if (null == instance){ instance = new Singleton(); } //返回唯一的實(shí)例對象 return instance; }}
上述加鎖設(shè)計(jì)雖然解決了多線程安全的問題，但是單例在系統(tǒng)中只有一個(gè)實(shí)例，每次取實(shí)例都得進(jìn)行加鎖解鎖操作，這會成為系統(tǒng)的性能瓶頸。
public class Singleton { private static Singleton instance = null; //私有化構(gòu)造方法，防止外界創(chuàng)建對象 private Singleton() { } public static Singleton newInstance() { if (null == instance) {//第一次檢測 synchronized (Singleton.class) {//加鎖 if (null == instance) {//第二次檢測 instance = new Singleton(); } } } return instance; }}
由于指令重排優(yōu)化，可能會導(dǎo)致初始化單例對象和將該對象地址賦值給 instance 字段的順 序與上面 Java 代碼中書 寫 的順序不同 。 例如，線程 A 在創(chuàng)建單例對象時(shí)，在構(gòu)造方法被調(diào)用 之前，就為該對象分配了內(nèi)存空間并將對象的宇段設(shè)置為默認(rèn)值。此時(shí)線程 A 就可以將分配的內(nèi) 存地址賦值給 instance 宇段了，然而該對象可能還沒有初始化。線程 B 來調(diào)用 newInstance()方法，得 到的就 是未初始 化 完全 的單例對象，這就 會導(dǎo)致系統(tǒng)出 現(xiàn)異常行為 。
為了解決該問題，我們可以使用 volatile關(guān)鍵字修飾 instance字段。 volatile關(guān)鍵字的一個(gè)語義就是禁止指令的重排序優(yōu)化，從而保證 instance 字段被初始化時(shí)，單例對象己經(jīng)被完全初始化 。
public class Singleton { private static volatile Singleton instance = null; //私有化構(gòu)造方法，防止外界創(chuàng)建對象 private Singleton() { } public static Singleton newInstance() { if (null == instance) {//第一次檢測 synchronized (Singleton.class) {//加鎖 if (null == instance) {//第二次檢測 instance = new Singleton(); } } } return instance; }}
public class Singleton { private static class SingletonHolder { private static final Singleton instance = new Singleton(); } //私有化構(gòu)造方法，防止外界創(chuàng)建對象 private Singleton() { } public static Singleton newInstance() { return SingletonHolder.instance; }}
熟悉 Java 類加載機(jī)制 的讀者知道，當(dāng)?shù)?nbsp;一次訪 問類中的靜態(tài)字段時(shí)，會觸發(fā)類加載，并且同一個(gè)類只加載一次。靜態(tài)內(nèi)部類也是如此，類加載過程由類加載器負(fù)責(zé)加鎖，從而保證線程安全。
