Java 单例模式 SingletTon

单例模式的两种实现方式:

一：饿汉式单例

public class SingleTon{
private SingleTon(){};//使用private是因为不想让外部new
public static SingleTon instance = new SingleTon();//静态属性，只有在第一次调用的时候初始化
public static SingleTon getInstance()//通过静态方法返回
{
return instance;
}
}

二：懒汉式单例

public class Singleton_Seconde {
//单例模式可以保证系统中一个类只有一个实例而且该实例易于外界访问，从而方便对实例个数的控制并节约系统资源。
private static Singleton_Seconde instance = null;
//这个方法比上面有所改进，不用每次都进行生成对象，只是第一次使用时生成实例，提高了效率！
public static synchronized Singleton_Seconde getinstance()
{
if(instance == null)
instance = new Singleton_Seconde();
return instance;
}
}

两个模式的比较：

1：如果一开始就初始化的话，加载速度会比较慢，但是访问比较快，如果一开始不初始化的话，反之。

单例实例的特点：

1：单例实例只能有一个实例

2：单例类必须自己创建自己的唯一实例

3：单例类必须给其他对象提供这一实例

单例类的作用：

1：控制资源的使用，通过线程同步来控制资源的并发访问，比如一个时刻，只能有一个机器在使用打印机。

2：控制实例产生的数量，达到节约资源的目的。

后来在网上看到一篇比较好的文章解释：

3.1 使用Class锁机制

以上问题最直观的解决办法就是给getInstance方法加上一个synchronize前缀，这样每次只允许一个现成调用getInstance方法：

Java代码 收藏代码

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

这种解决办法的确可以防止错误的出现，但是它却很影响性能：每次调用getInstance方法的时候都必须获得Singleton的锁，而实际上，当单例实例被创建以后，其后的请求没有必要再使用互斥机制了

3.2 double-checked locking

曾经有人为了解决以上问题，提出了double-checked locking的解决方案

Java代码 收藏代码

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

让我们来看一下这个代码是如何工作的：首先当一个线程发出请求后，会先检查instance是否为null，如果不是则直接返回其内容，这样避免了进入synchronized块所需要花费的资源。其次，即使第2节提到的情况发生了，两个线程同时进入了第一个if判断，那么他们也必须按照顺序执行synchronized块中的代码，第一个进入代码块的线程会创建一个新的Singleton实例，而后续的线程则因为无法通过if判断，而不会创建多余的实例。

上述描述似乎已经解决了我们面临的所有问题，但实际上，从JVM的角度讲，这些代码仍然可能发生错误。

对于JVM而言，它执行的是一个个Java指令。在Java指令中创建对象和赋值操作是分开进行的，也就是说instance = new Singleton();语句是分两步执行的。但是JVM并不保证这两个操作的先后顺序，也就是说有可能JVM会为新的Singleton实例分配空间，然后直接赋值给instance成员，然后再去初始化这个Singleton实例。这样就使出错成为了可能，我们仍然以A、B两个线程为例：

A、B线程同时进入了第一个if判断

A首先进入synchronized块，由于instance为null，所以它执行instance = new Singleton();

由于JVM内部的优化机制，JVM先画出了一些分配给Singleton实例的空白内存，并赋值给instance成员（注意此时JVM没有开始初始化这个实例），然后A离开了synchronized块。

B进入synchronized块，由于instance此时不是null，因此它马上离开了synchronized块并将结果返回给调用该方法的程序。

此时B线程打算使用Singleton实例，却发现它没有被初始化，于是错误发生了。

4 通过内部类实现多线程环境中的单例模式

为了实现慢加载，并且不希望每次调用getInstance时都必须互斥执行，最好并且最方便的解决办法如下：

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

这段代码的使用：

JVM内部的机制能够保证当一个类被加载的时候，这个类的加载过程是线程互斥的。这样当我们第一次调用getInstance的时候，JVM能够帮我们保证instance只被创建一次，并且会保证把赋值给instance的内存初始化完毕，这样我们就不用担心3.2中的问题。此外该方法也只会在第一次调用的时候使用互斥机制，这样就解决了3.1中的低效问题。最后instance是在第一次加载SingletonContainer类时被创建的，而SingletonContainer类则在调用getInstance方法的时候才会被加载，因此也实现了惰性加载。