Java設計模式 單例模式

單例模式應該是日常開發中用得最多的設計模式了，它的思想就是保證在應用中乙個類的例項只能有乙個。

在程式中我們經常會遇到有類似配置檔案的需求，一般在整個應用中配置資訊應該都是需要共享同乙份的，這時可以利用單例模式，保證在程式中用到此配置類的例項時，都是同乙個例項，保證程式執行的正確。

類似於這種情形還有很多，比如資料庫，執行緒池等。針對這種共享的情形有人可能就會有疑問，那我把這些配置資訊都設定為靜態的成員變數不就得了，當然，這樣做理論上沒問題，也能保證程式中共享乙份資訊，但是靜態變數的生命週期是跟隨類的，比普通成員變數要長，所以對記憶體是很大的消耗，這也是單例模式最大的優點，能節省記憶體。

public

class
singleinstance
public
static singleinstance getinstance()
}

public

class
singleinstance
public
static singleinstance getinstance()
return sinstance;
}}

假設有乙個執行緒呼叫了getinstance() 方法，判斷sinstance等於null之後讓出了cpu的執行權，此時另外乙個執行緒拿到了cpu的執行權，而且也進入getinstance() 方法後判斷sinstance==null也還是true，最終這兩個執行緒就會建立出兩個例項，是執行緒不安全的，在多執行緒中不可以使用。

public

class
singleinstance
public
static
synchronized singleinstance getinstance()
return sinstance;
}}

既然這種效率低，是由於鎖的範圍太大，那換乙個鎖的位置試試

public

class
singleinstance
public
static singleinstance getinstance()
}return sinstance;
}}

public

class
singleinstance
public
static singleinstance getinstance()
}}return sinstance;
}}

在雙重校驗鎖方式中，還有個重要的地方做了改動，在宣告sinstance時加了volatile關鍵字，之所以加入這個關鍵字是因為sinstance = new singleinstance()這一行**，不是原子操作。

在jvm中，這一行**並不是乙個操作完成的，而是大概會分成三個步驟去執行

給sinstance分配記憶體

new操作，建立物件

將物件指向記憶體空間

其中第三步執行之後sinstance就不等於null了，由於還存在指令重排優化，可能會先執行第3步，再執行第2部，假設某個執行緒先執行了第3步，還沒執行第二步，讓出了cpu的執行權，此時另外乙個執行緒判斷sintance已經不為null，則直接返回sintance，但實際上sinstance還並沒有建立真正的物件，最終就會導致程式出錯。

總結一下這個問題的根源就是某個執行緒對sinstance的寫操作還沒完成，存在乙個中間狀態，此時讓另外乙個執行緒拿去進行了讀操作，導致出現問題。

解決這個問題的辦法就是使用volatile關鍵字，volatile會禁止指令重排，會保證在上述的三個操作執行完之後，才會讓另外乙個執行緒進行讀操作，保障sinstance不會出現中間狀態被讀而產生錯誤的情況。

public

class
singleinstance
private
static
class
singleinstanceholder
public
static singleinstance getinstance()
}

這種寫法看起來類似於餓漢式的寫法，但其實內部類要在外部類呼叫getinstance()方法使用到它時才會去載入，於是就變成了懶載入模式。其次classloader在載入類的時候會保證只有乙個執行緒來載入，也不會出現執行緒不安全的問題

public

enum singleinstance

根據列舉的特性，因為sinstance是singleinstance的乙個例項，而且只定義了乙個sinstance，sinstance也不能被轉殖，所以就保證了單例，同時因為建立列舉的過程是執行緒安全的，所以在多執行緒中使用也沒有問題

另外列舉自身已經處理了序列化的問題，不會因為反序列化和反射產生多個例項的情況（這一塊說實話還不是很了解原理，感覺也不是幾句話能說清楚的，所以等深入研究後再做補充）

總結一下，在日常開發中用的比較多的應該就是雙重校驗鎖的方式了，但是現在大牛們更推薦的是靜態內部類和列舉的方式，特別是列舉，**簡潔，還能解決反序列化和反射引起的問題

以上就是對單例設計模式的一些理解和總結，如有不對的地方歡迎批評指正

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