单例模式-Java实现-非延迟加载、延迟加载

第一种：非延迟加载

第二种：同步延迟加载

第三种：双重检测同步延迟加载

第四种：使用内部类实现延迟加载（推荐）

第五种：枚举

单例模式：确保在任何时候，该类只有唯一一个实例。

单例的创建有两种方式：

1、非延迟加载：不管什么时候要使用，先提前创建实例。

2、延迟加载：等到真正要使用的时候才去创建实例，不用时不要去创建。

第一种：非延迟加载

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

第二种：同步延迟加载

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

多线程情况下，每一次获取，都需要获取同步锁，导致执行效率低下。

第三种：双重检测同步延迟加载

public class Singleton {private volatile static Singleton instance = null;private Singleton() {}public static Singleton getInstance() {if (instance == null) {synchronized (Singleton.class) {    // 1if (instance == null) {         // 2instance = new Singleton(); // 3    （旧版本：还没初始化完成，就已经对其它线程可见了）}}}return instance;}
}

只需在第一次创建实例时才同步，一旦创建成功，以后获取实例时就不需要获取同步锁了。

注意：JDK5.0以后版本中 instance 为 volatile，双重检测同步延迟加载才有效。

旧版本Java中，双重检测同步延迟加载失败的主要原因是：Java内存模型中指令序列的“乱序执行”。

假设代码执行以下指令序列：

线程 1 进入 getInstance() 方法。
由于 instance 为 null，线程 1 在 //1 处进入 synchronized 块。
线程 1 前进到 //3 处，但在构造函数执行之前，使 instance 成为非 null。
线程 1 被线程 2 预占。
线程 2 检查 instance 是否为 null。因为 instance 不为 null，线程 2 将 instance 引用返回一个构造完整但部分初始化了的 Singleton 对象。
线程 2 被线程 1 预占。
线程 1 通过运行 Singleton 对象的构造函数并将引用返回给它，来完成对该对象的初始化。

为展示此情况的发生情况，假设代码行 instance =new Singleton(); 执行了下列伪代码：

mem = allocate();      //为单例对象分配内存空间instance = mem;        //instance 引用指向内存，此时 instance 不为 null，但还未初始化construct(instance);   //调用构造函数进行初始化

可以看出旧版本中， instance =new Singleton() 不具有操作的原子性。

可能原因如下（待验证）：

Java 1.5 以前对实例变量是直接在主存中读写的，也就是以上 3 行伪代码的每一步操作，对于其它线程都是可见的。

Java 1.5 以后，JMM发生了根本性的改变，以上 3 行伪代码都在线程的工作空间中完成的，在没有向主存写入变量之前，其它线程对这个过程都是不可见的。volatile 关键字在这里有两个作用，一是禁止指令序列的“乱序执行”，让重排后的指令之间的依赖变得有序，必须让变量初始化完成后，才能够执行依赖于它的其它指令；二是执行完 3 行伪代码后，立即把变量 instance 写入到主存，该变量才对其它线程可见。

第四种：使用内部类实现延迟加载（推荐）

public class Singleton {private Singleton() {//实例的初始化}static class SingletonHolder {static Singleton instance = new Singleton();}public static Singleton getInstance() {return SingletonHolder.instance;}
}

静态内部类SingletonHolder只会被初始化一次，因为在被类加载器加载后，对SingletonHolder的Class对象只会进行一次初始化。

第五种：枚举

public enum Singleton {  INSTANCE;  public void fun() {  }
}