大家好，我是課代表。歡迎關(guān)注我的公眾號(hào)_Java課代表，原創(chuàng)實(shí)戰(zhàn)干貨首發(fā)地兒，不要錯(cuò)過(guò)呦！

來(lái)，我們開(kāi)始今天的分享！

0.前言

如果你去問(wèn)一個(gè)寫(xiě)過(guò)幾年代碼的程序員用過(guò)哪些設(shè)計(jì)模式，我打賭，90_以上的回答里面會(huì)帶【單例模式】。甚至有的面試官會(huì)直接問(wèn)_說(shuō)一下你用過(guò)哪些設(shè)計(jì)模式，單例就不用說(shuō)了。你看，連面試官都聽(tīng)煩了，火爆程度可見(jiàn)一斑。

不過(guò)，看似簡(jiǎn)單的單例模式，里面蘊(yùn)含了很多Java基礎(chǔ)，日常開(kāi)發(fā)過(guò)程中課代表見(jiàn)過(guò)很多不規(guī)范的，甚至是有問(wèn)題的單例實(shí)現(xiàn)。所以整理此文，總結(jié)一下單例模式的最佳實(shí)踐。

1、懶加載（懶漢）

所謂懶加載，就是直到第一次被調(diào)用時(shí)才加載。其實(shí)現(xiàn)需要考慮并發(fā)問(wèn)題和指令重排，代碼如下_

public class Singleton {    private volatile static Singleton instance; //①    private Singleton() { //②    }    public static Singleton getInstance() {        if (instance __ null) {//③            synchronized (Singleton.class) {                if (instance __ null) {//④                    instance _ new Singleton();//⑤                }            }        }        return instance;    }}

這段代碼精簡(jiǎn)至極，沒(méi)有一個(gè)字符是多余的，下面逐行解讀一下_

首先，注意到①處的volatile關(guān)鍵字，她具備兩項(xiàng)特性_

一是保證此變量對(duì)于所有線程的可見(jiàn)性。即當(dāng)一條線程修改了這個(gè)變量的值，新值對(duì)于其他線程來(lái)說(shuō)是可以立即得知的。

二是禁止指令重排序優(yōu)化。

這里解釋一下指令重排序優(yōu)化_

代碼 ⑤ 處的instance _ new Singleton();并不是原子的，大體可分為如下 3 步_

分配內(nèi)存調(diào)用構(gòu)造函數(shù)初始化成實(shí)例
1. 讓instance指向分配的內(nèi)存空間

JVM 允許在保證結(jié)果正確的前提下進(jìn)行指令重排序優(yōu)化。即如上 3 步可能的順序?yàn)?->2->3 或 1->3->2 。如果順序是 1->3->2 ，當(dāng) 3 執(zhí)行完，2 還未執(zhí)行時(shí)，另一個(gè)線程執(zhí)行到代碼 ③ 處，發(fā)現(xiàn)instance不為null，直接返回還未初始化好的instance并使用，就會(huì)報(bào)錯(cuò)。

所以使用volatile，就是為了保證線程間的可見(jiàn)性和防止指令重排。

其次，代碼②處將構(gòu)造函數(shù)聲明為private目的在于阻止使用new Singleton()這樣的代碼生成新實(shí)例。

最后，當(dāng)客戶端調(diào)用Singleton.getInstance()時(shí)，先檢查是否已經(jīng)實(shí)例化(代碼③)，未實(shí)例化時(shí)同步代碼塊，然后再次檢查是否已實(shí)例化(代碼④)，然后才執(zhí)行代碼⑤。兩次檢查的意義在于，防止synchronized同步過(guò)程中其他線程進(jìn)行了實(shí)例化。

這就是著名的雙重檢查鎖(Double check lock)實(shí)現(xiàn)單例，也即懶加載。

TIPS:

網(wǎng)上也有直接對(duì)getInstance()方法加鎖的版本，這樣大范圍的方法級(jí)別加鎖會(huì)導(dǎo)致并發(fā)變低，實(shí)際上第一次調(diào)用生成實(shí)例之后，后續(xù)獲取實(shí)例根本不需要并發(fā)控制了。而本例的雙重檢查鎖版本可以避免此并發(fā)問(wèn)題。

2、預(yù)加載（餓漢）

與懶加載相對(duì)應(yīng)，預(yù)加載是在類加載時(shí)就已經(jīng)初始化好了，所以是天然線程安全的，代碼如下_

public class Singleton {    private static final Singleton instance _ new Singleton();// ①        private Singleton(){}        public static Singleton getInstance(){        return instance;    }}

注意到 ① 處的類變量使用了final。

這里用final更多的意義在于提供語(yǔ)法約束。畢竟你是單例，就只有這一個(gè)實(shí)例，不可能再指向另一個(gè)。instance有了final的約束，后面再有人不小心編寫(xiě)了修改其指向的代碼就會(huì)報(bào)語(yǔ)法錯(cuò)誤。

這就好比@Override注解，你能保證寫(xiě)對(duì)方法名和參數(shù)，那不寫(xiě)注解也沒(méi)問(wèn)題，但是有了注解的約束，編譯器就會(huì)幫你檢查，還能防止別人亂改。

3、靜態(tài)內(nèi)部類

此方法和預(yù)加載原理相同，都是利用JVM類加載的特性實(shí)現(xiàn)天然的線程安全，不同之處在于，靜態(tài)內(nèi)部類做到了延遲加載。

public class Singleton {        private static class SingletonHolder {        private static Singleton instance _ new Singleton();    }        private Singleton(){}    public static Singleton getInstance() {        return SingletonHolder.instance;    }}

SingletonHolder 是靜態(tài)內(nèi)部類，當(dāng)外部類Singleton被加載的時(shí)候并不會(huì)創(chuàng)建任何實(shí)例，只有當(dāng)Singleton.getInstance()被調(diào)用的時(shí)候，才會(huì)創(chuàng)建Singleton實(shí)例，這一切由 JVM 天然完成，所以既保證了線程安全，又實(shí)現(xiàn)了延遲加載。

4、枚舉

沒(méi)錯(cuò)，枚舉可以實(shí)現(xiàn)單例，而且這種方式是《Effective Java中文版》第二版 中的推薦實(shí)現(xiàn)方式。代碼極其簡(jiǎn)單_

public enum Singleton {        INSTANCE;    public void doSomeThing(){        System.out.println("done");    }}

使用時(shí)直接Singleton.INSTANCE.doSomeThing();即可。

這里主要利用了枚舉的如下兩個(gè)特性_