Java设计模式——单例(Singleton)

什么是单例

单例是保证一个内存/进程里只有一个类的实例，并提供一个访问它的全局访问点。

内存/进程中只有一个实例线程安全性能优化防止序列化产生新对象

初用懒汉式

饿汉式缺点 :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。查看更多

唯一实例

因为单例模式的作用就是产生唯一的实例，所以我们只要判断为空的时候创建对象即可。

public class Singleton { private static Singleton mSingleton; public static Singleton getInstance() { if (mSingleton == null) { mSingleton = new Singleton(); } return mSingleton; } }

线程安全

上面这种情况如果遇到在两个线程里面同时运行的话，第一个线程刚执行完第四行还没执行到第五行,这时候第二个线程也执行到第四行，它会发现这个mSingleton仍然为空，第二个线程也很绝望啊，它弱弱的说我选择原谅她。 这时候我们加一个同步的锁就可以防止这种情况。

public class Singleton { private static Singleton mSingleton; public static synchronized Singleton getInstance() { //加个同步锁 if (mSingleton == null) { mSingleton = new Singleton(); } return mSingleton; } }

性能优化

上面这个栗子虽然是老铁没毛病，但是我们每次执行这个getInstance()方法都受到同步锁的困扰，导致效率低，同步锁的作用应该是创建对象时期用的，所以我们把这个synchronized挪下位置。

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

这样只有Singleton没有被创建的时候才会执行第四行，然后再加上同步锁，这样效率上会有所提升。这种方法叫做双重锁定(Double-Check Locking)

防止序列化产生新对象

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 mSingleton;//声明成 volatile private Singleton(){} public static Singleton getInstance() { if (mSingleton == null) { synchronized (Singleton.class) { if (mSingleton == null) { mSingleton = new Singleton(); } } } return mSingleton; } }