详解单例模式线程安全

单例模式有很多实现方法，饿汉、懒汉、静态内部类、枚举类，每种实现下获取单例对象（即调用 getInstance）时的保证线程安全

饿汉式：类加载就会导致该单实例对象被创建
懒汉式：类加载不会导致该单实例对象被创建，而是首次使用该对象时才会创建

实现1：饿汉式

// 问题1：为什么加 final，防止子类继承后更改
// 问题2：如果实现了序列化接口, 还要做什么来防止反序列化破坏单例，如果进行反序列化的时候会生成新的对象，这样跟单例模式生成的对象是不同的。要解决直接加上readResolve()方法就行了，如下所示
public final class Singleton implements Serializable {// 问题3：为什么设置为私有? 放弃其它类中使用new生成新的实例，是否能防止反射创建新的实例?不能。private Singleton() {}// 问题4：这样初始化是否能保证单例对象创建时的线程安全?没有，这是类变量，是jvm在类加载阶段就进行了初始化，jvm保证了此操作的线程安全性private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();// 问题5：为什么提供静态方法而不是直接将 INSTANCE 设置为 public, 说出你知道的理由。//1.提供更好的封装性；2.提供范型的支持public static Singleton getInstance() {return INSTANCE;}public Object readResolve() {return INSTANCE;}
}

实现2：饿汉式

// 问题1：枚举单例是如何限制实例个数的：创建枚举类的时候就已经定义好了，每个枚举常量其实就是枚举类的一个静态成员变量
// 问题2：枚举单例在创建时是否有并发问题：没有，这是静态成员变量
// 问题3：枚举单例能否被反射破坏单例：不能
// 问题4：枚举单例能否被反序列化破坏单例：枚举类默认实现了序列化接口，枚举类已经考虑到此问题，无需担心破坏单例
// 问题5：枚举单例属于懒汉式还是饿汉式：饿汉式
// 问题6：枚举单例如果希望加入一些单例创建时的初始化逻辑该如何做：加构造方法就行了
enum Singleton {INSTANCE;
}

实现3：懒汉式

public final class Singleton {private Singleton() { }private static Singleton INSTANCE = null;// 分析这里的线程安全, 并说明有什么缺点：synchronized加载静态方法上，可以保证线程安全。缺点就是锁的范围过大，每次访问都会加锁，性能比较低。public static synchronized Singleton getInstance() {if( INSTANCE != null ){return INSTANCE;}INSTANCE = new Singleton();return INSTANCE;}
}

实现4：DCL 懒汉式（双重检验锁）

public final class Singleton {private Singleton() { }// 问题1：解释为什么要加 volatile ?为了防止重排序问题private static volatile Singleton INSTANCE = null;// 问题2：对比实现3, 说出这样做的意义：提高了效率public static Singleton getInstance() {if (INSTANCE != null) {return INSTANCE;}synchronized (Singleton.class) {// 问题3：为什么还要在这里加为空判断, 之前不是判断过了吗？这是为了第一次判断时的并发问题。if (INSTANCE != null) { // t2return INSTANCE;}INSTANCE = new Singleton();return INSTANCE;}}
}

实现5：静态内部类懒汉式

public final class Singleton {private Singleton() { }// 问题1：属于懒汉式还是饿汉式：懒汉式，这是一个静态内部类。类加载本身就是懒惰的，在没有调用getInstance方法时是没有执行LazyHolder内部类的类加载操作的。private static class LazyHolder {static final Singleton INSTANCE = new Singleton();}// 问题2：在创建时是否有并发问题，这是线程安全的，类加载时，jvm保证类加载操作的线程安全public static Singleton getInstance() {return LazyHolder.INSTANCE;}
}

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