单例模式和多线程安全

单例模式分三种：懒汉式单例、饿汉式单例、内部类单例、登记式单例几种。

单例模式有一下特点：

1、单例类只能有一个实例。

2、单例类必须自己自己创建自己的唯一实例。

3、单例类必须给所有其他对象提供这一实例。

懒汉模式不是线程安全的。

饿汉模式是线程安全的。

内部内模式利用Classloader的特

注册表模式是线程安全的同时又提供运行期指定单例。
饿汉式单例类

Java代码  

public class Singleton       
{       
    private Singleton(){       
           
     }       
      
    private static Singleton instance = new Singleton();    
  
      
    private static Singleton getInstance(){    
  
        return instance;       
     }       
}     

public class Singleton { private Singleton(){ } private static Singleton instance = new Singleton(); private static Singleton getInstance(){ return instance; } }

内部类式单例类

public class Singleton      

{         

        private Singleton(){      

          

     }      

     

    private class SingletonHoledr(){      

        private static Singleton instance = new Singleton();      

     }      

     

    private static Singleton getInstance(){      

        return SingletonHoledr.instance;      

     }      

}   
懒汉式单例类

可以同步但是效率不高：

Java代码

Java代码  

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

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

这样写程序不会出错，因为整个getInstance是一个整体的"critical section"，但就是效率很不好，因为我们的目的其实只是在第一个初始化instance的时候需要locking(加锁)，而后面取用instance的时候，根本不需要线程同步。

于是聪明的人们想出了下面的做法：

双检锁写法：

Java代码

Java代码  

public class Singleton{       
  private static Singleton single;    //声明静态的单例对象的变量      

  private Singleton(){}    //私有构造方法      

         
  public static Singleton getSingle(){    //外部通过此方法可以获取对象        

    if(single == null){       
  
        synchronized (Singleton.class) {   //保证了同一时间只能只能有一个对象访问此同步块            

            if(single == null){        
  
                 single = new Singleton();            
  
         }          
       }       
     }         
    return single;   //返回创建好的对象      

   }       
}    

public class Singleton{ private static Singleton single; //声明静态的单例对象的变量 private Singleton(){} //私有构造方法 public static Singleton getSingle(){ //外部通过此方法可以获取对象 if(single == null){ synchronized (Singleton.class) { //保证了同一时间只能只能有一个对象访问此同步块 if(single == null){ single = new Singleton(); } } } return single; //返回创建好的对象 } }

Java代码  

public class Singleton{   
   private static Singleton single;     //声明静态的单例对象的变量  

   private Singleton(){}     //私有构造方法   

      
   public static Singleton getSingle(){     //外部通过此方法可以获取对象    

     if(single == null){       
          synchronized (Singleton.class) {    //保证了同一时间只能只能有一个对象访问此同步块         

              if(single == null){     
  
                  single = new Singleton();          
  
         }       
       }   
     }     
     return single;    //返回创建好的对象   

   }   
}  

public class Singleton{ private static Singleton single; //声明静态的单例对象的变量 private Singleton(){} //私有构造方法 public static Singleton getSingle(){ //外部通过此方法可以获取对象 if(single == null){ synchronized (Singleton.class) { //保证了同一时间只能只能有一个对象访问此同步块 if(single == null){ single = new Singleton(); } } } return single; //返回创建好的对象 } }

思路很简单，就是我们只需要同步（synchronize）初始化instance的那部分代码从而使代码既正确又很有效率。

这就是所谓的“双检锁”机制（顾名思义）。

很可惜，这样的写法在很多平台和优化编译器上是错误的。

原因在于：instance = new Singleton()这行代码在不同编译器上的行为是无法预知的。一个优化编译器可以合法地如下实现instance = new Singleton():

1. instance = 给新的实体分配内存

2. 调用Singleton的构造函数来初始化instance的成员变量

现在想象一下有线程A和B在调用getInstance，线程A先进入，在执行到步骤1的时候被踢出了cpu。然后线程B进入，B看到的是instance 已经不是null了（内存已经分配），于是它开始放心地使用instance，但这个是错误的，因为在这一时刻，instance的成员变量还都是缺省值，A还没有来得及执行步骤2来完成instance的初始化。

当然编译器也可以这样实现：

1. temp = 分配内存

2. 调用temp的构造函数

3. instance = temp

如果编译器的行为是这样的话我们似乎就没有问题了，但事实却不是那么简单，因为我们无法知道某个编译器具体是怎么做的，因为在Java的memory model里对这个问题没有定义。

双检锁对于基础类型（比如int）适用。很显然吧，因为基础类型没有调用构造函数这一步。