關於單例模式的N種實現方式

在開發中經常用到單例模式，單例模式也算是設計模式中最容易理解，也是最容易手寫**的模式，所以也常作為面試題來考。所以想總結一下單例模式的理論知識，方便同學們面試使用。

單例模式實現的方式只有兩種型別，一種是餓漢式（類載入時就初始化）、一種是懶漢式（類載入時不初始化）。餓漢式沒什麼可講究的因為它既簡單也執行緒安全，如果條件允許一般我們都會直接用餓漢式；唯獨比較麻煩的是懶漢式，考慮到執行緒安全，使用懶漢式的單例模式，就有多種實現方式了。

一、餓漢式

如上所述，餓漢式很簡單，實現方式如下：

public
class
singleton
public
static
singleton getinstance()
}

這種單例模式，很簡單而且還安全，可以說近乎完美。它唯一的缺陷就是，這種實現方式就無法適用於單例還需要一定的配置或者傳參的場景。

二、懶漢式

懶漢式的單例模式，由於要考慮到執行緒安全的情況，有多種實現方式。

0、如下的實現方式是一種不安全的實現方式

public
class
singleton 
public
static
singleton getinstance() 
return
instance;
}}

之所以把定義為編號0，就是除非你非常確定沒有多執行緒的場景，因為當有多個執行緒並行呼叫 getinstance() 的時候，就會建立多個例項。所以絕大部分場景下，這種實現方式都是不應該使用。

1、低效能的懶漢式

public
static
synchronized
singleton getinstance() 
if (instance == null
)     
return
instance;
}

這種實現方式，解決了多執行緒例項問題，但是由於直接在方法上使用synchronized關鍵字，即類鎖同步，使得只能使用每次呼叫都要進行同步操作，效能比較低。

2、雙重檢驗鎖的懶漢式

public
class
singleton 
public
static
singleton getsingleton() }}
return
instance;
}}

我們看到最多的情況就是沒有加volatile的情形，其實你不加這個關鍵字，面試你的人應該也不會糾結於這個，因為99.99%的情況都是好的（要知道那些提供後台服務的，一般只會保證99%可靠性……）。之所以加是因為jvm存在指令重排的優化，導致

new singleton() 不是乙個原子操作行為，new singleton() 這句話執行的過程大概分為以下abc步驟：

a, 給 instance 分配記憶體；

b, 呼叫 singleton 的建構函式來初始化成員變數；

c, 將instance物件指向分配的記憶體空間(執行完這步 instance 就為非 null 了)；

jvm 的即時編譯器中存在指令重排序的優化，執行順序可能是 abc 也可能是 acb。如果是acb，在執行到c，被執行緒x搶占了，這時 instance 已經是非 null 了（但卻沒有初始化），所以執行緒x會直接返回 instance，使用乙個沒有初始化的例項產生錯誤是必然的。那為什麼要加volatile呢？一般我們只用到volatile的可見性功能，即對乙個volatile變數的讀，總是能看到（任意執行緒）對這個volatile變數最後的寫入，而且經常用於解決同步問題。其實volatile還有乙個重要的功能——禁止指令重排優化，也就是volatile標記的變數不會被編譯器優化。如上所示，加上volatile以後，讀操作一定會發生在abc或者acb之後，並且這個順序是固定。

3、靜態內部類實現懶漢式

public
class
singleton   
private
singleton (){}  
public
static
final
singleton getinstance()   
}

由於internalsingleton 是私有的，除了 getinstance() 之外沒有辦法訪問它，因此它是懶漢式的；同時讀取例項的時候不會進行同步，沒有效能缺陷。

4、通過列舉實現懶漢式

通過列舉寫單例超級簡單，什麼都不用想，這也是它最大的優點。下面這段**就是宣告列舉例項的通常做法。

public
enum
singleton 
}

我們可以通過singleton.instance來訪問例項，這比呼叫getinstance()方法簡單多了。建立列舉預設就是執行緒安全的，所以不需要擔心double checked locking，而且還能防止反序列化導致重新建立新的物件。可能由於平時我們使用列舉都是為了表示類別，大家都很少使用這種方式去寫單例模式。

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