單例模式可能是我們平常工作中最常用的一種設計模式了。單例模式解決的問題也很常見，即如何創建一個唯一的對象。但想安全的創建它其實並不容易，還需要一些思考和對JVM的了解。

　　1.首先，課本上告訴我，單例這麽寫

 1 public class Singleton {
 2 
 3     private static Singleton instance;
 4 
 5     private Singleton() {
 6     }
 7 
 8     public static Singleton getInstance() {
 9         if (instance == null
 
) {
10             instance = new Singleton();
11         }
12         return instance;
13     }
14 }

　　這段代碼最大的問題就是它並不是線程安全的。即在多線程情況下可能new 出多個對象。試想有兩個線程同時執行到了第9行，由於沒有鎖機制，那麽兩個線程都會進入，就會new出多個對象。

 1 public static CountDownLatch latch = new CountDownLatch(2);
 2 
 3     public static void main(String[] args) {
 
 4         for (int i = 0; i < 2; i++) {
 5             new Thread(new Runnable() {
 6 
 7                 @Override
 8                 public void run() {
 9                     latch.countDown();
10                     try {
11                         latch.await();
12                     } catch
 
 (InterruptedException e) {
13                         // TODO Auto-generated catch block
14                         e.printStackTrace();
15                     }
16                     System.out.println(Singleton.getInstance());
17                 }
18             }).start();
19         }
20     }

　　我用上面代碼來演示 第一種單例寫法的結果。最後會調用Object的toString方法來打印Singleton對象的hashcode

　　結果如下

第一次結果：
com.deng.pp.Singleton@33bbe97
com.deng.pp.Singleton@11989480

第二次結果：
com.deng.pp.Singleton@1c0956b9
com.deng.pp.Singleton@5e70125b

第三次結果：
com.deng.pp.Singleton@5e70125b
com.deng.pp.Singleton@1c0956b9

第四次結果：
com.deng.pp.Singleton@1c0956b9
com.deng.pp.Singleton@1c0956b9

第五次結果：
com.deng.pp.Singleton@1c0956b9
com.deng.pp.Singleton@1c0956b9

　　可以看出，單例代碼1確實會存在new 出多個對象的情況。

　　將單例代碼1的getInstance方法 改成如下，對getInstance方法加synchronized 關鍵字

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

　　下面是5次測試結果

第一次：
com.deng.pp.Singleton@33bbe97
com.deng.pp.Singleton@33bbe97
第二次
com.deng.pp.Singleton@12ceba90
com.deng.pp.Singleton@12ceba90
第三次
com.deng.pp.Singleton@5e70125b
com.deng.pp.Singleton@5e70125b
第四次
com.deng.pp.Singleton@1c0956b9
com.deng.pp.Singleton@1c0956b9
第五次
com.deng.pp.Singleton@1c0956b9
com.deng.pp.Singleton@1c0956b9

　　可以確定synchronized確實起了作用。這麽做是可以work的，執行結果也沒有什麽錯誤。但它有一個最大問題是效率問題。每個線程調用getInstance方法是都要去判斷是否有其他線程在執行這個方法，即使instance已經存在也需要去判斷是否有線程在方法裏面。如果有，就要在外邊等。而實際上只需要在new 對象之前等就可以了。根據這個就有了下面的方法：雙重檢查鎖

 1 public static Singleton getInstance() {
 2         if (instance == null) {
 3             synchronized (Singleton.class) {
 4                 if (instance == null) {
 5                     instance = new Singleton();
 6                 }
 7             }
 8         }
 9         return instance;
10     }

　　來分析一下，假設兩個線程到達getInstance方法，線程1先獲得了鎖，進入初始化方法。線程2因未獲得鎖在外邊等待，線程1出去後，線程2進入同步塊，instance不是null，return，完美。

　　但是結果可能並不是這樣，因為 對象的new操作並不是 原子 的。JVM new 對象的過程大致如下

　　1.在堆上分配一塊內存空間 2.實例化類放入1分配的內存空間 3.把引用賦給instance

　　如果按照123的順序，上面那段代碼就沒有問題。但JVM中存在指令重排，即編譯器對代碼進行優化，改變不相互依賴的代碼的執行順序。上述1,2,3中第三步並不依賴於第二步，即可能存在132這樣的順序。

　　那麽這種順序下，線程1執行到3。線程2進入方法，此時由於instance已被賦值，所以不為null。直接return，此時return的對象是不正確的，因為線程1還沒有將對象完全初始化完。

　　（很抱歉，在我的環境下並沒有重現這種問題，如果有其他的可以測試出這種問題的方法，望不吝賜教。）

　　解決辦法是將instance字段改成

　　　　private volatile static Singleton instance;

　　volatile 關鍵字會禁止指令重排序，從而保證了單例正確性。

　　下面的方法也可以實現單例，因為SINGLETON為static的所以在類加載時就會初始化，final保證了只會賦一遍值。項目較小時可以用，很方便，類很多的時候如果都上來就加載可能就很浪費資源了。

public static final Singleton SINGLETON = new Singleton();

　　Effective Java作者推薦了一種更好更安全的寫法。

public class Singleton {

    private Singleton() {
    }

    public enum Instance{
        INSTANCE;
        
        private Singleton singleton;
        
        Instance() {
            singleton = new Singleton();
        }
        
        public Singleton getInstance(){
            return singleton;
        }
    }
}

　　最近才開始寫博客，才疏學淺，如文中有任何錯誤請留言交流。謝謝~

寫一個安全的Java單例