深入理解單例模式：靜態內部類單例原理
本文主要介紹java的單例模式，以及詳細剖析靜態內部類之所以能夠實現單例的原理。OK，廢話不多說，進入正文。
首先我們要先了解下單例的四大原則：
1.構造私有。
2.以靜態方法或者枚舉返回實例。
3.確保實例只有一個，尤其是多線程環境。
4.確保反序列換時不會重新構建對象。
我們常用的單例模式有：
餓漢模式、懶漢模式、雙重鎖懶漢模式、靜態內部類模式、枚舉模式，我們來逐一分析下這些模式的區別。
1.餓漢模式：
public class SingleTon{
private static SingleTon INSTANCE = new SingleTon();
private SingleTon(){}
public static SingleTon getInstance(){ return INSTANCE; }}
餓漢模式在類被初始化時就已經在內存中創建了對象，以空間換時間，故不存在線程安全問題。
2.懶漢模式：
public class SingleTon{
private static SingleTon INSTANCE = null;
private SingleTon(){}
public static SingleTon getInstance() {
if(INSTANCE == null){
INSTANCE = new SingleTon();
}
return INSTANCE；
}
}
懶漢模式在方法被調用後才創建對象，以時間換空間，在多線程環境下存在風險。
3.雙重鎖懶漢模式(Double Check Lock)
public class SingleTon{
private static SingleTon INSTANCE = null;
private SingleTon(){}
public static SingleTon getInstance(){if(INSTANCE == null){
synchronized(SingleTon.class){
if(INSTANCE == null){
INSTANCE = new SingleTon();
}
}
return INSTANCE;
}
}
}
DCL模式的優點就是，只有在對象需要被使用時才創建，第一次判斷 INSTANCE == null為了避免非必要加鎖，當第一次加載時才對實例進行加鎖再實例化。這樣既可以節約內存空間，又可以保證線程安全。但是，由於jvm存在亂序執行功能，DCL也會出現線程不安全的情況。具體分析如下：
INSTANCE = new SingleTon();
這個步驟，其實在jvm裏面的執行分為三步：
在堆內存開辟內存空間。
在堆內存中實例化SingleTon裏面的各個參數。
.把對象指向堆內存空間。
由於jvm存在亂序執行功能，所以可能在2還沒執行時就先執行了3，如果此時再被切換到線程B上，由於執行了3，INSTANCE 已經非空了，會被直接拿出來用，這樣的話，就會出現異常。這個就是著名的DCL失效問題。
不過在JDK1.5之後，官方也發現了這個問題，故而具體化了volatile，即在JDK1.6及以後，只要定義為private volatile static SingleTon INSTANCE = null;就可解決DCL失效問題。volatile確保INSTANCE每次均在主內存中讀取，這樣雖然會犧牲一點效率，但也無傷大雅。
3.靜態內部類模式：
public class SingleTon{
private SingleTon(){}
private static yongshiyule178.com class SingleTonHoler{
private static SingleTon INSTANCE www.michenggw.com = new SingleTon();
}
public static SingleTon getInstance(){
return SingleTonHoler.INSTANCE;
}
}
靜態內部類的優點是：外部類加載時並不需要立即加載內部類，內部類不被加載則不去初始化INSTANCE，故而不占內存。即當SingleTon第一次被加載時，並不需要去加載SingleTonHoler，只有當getInstance()方法第一次被調用時，才會去初始化INSTANCE,第一次調用getInstance()方法會導致虛擬機加載SingleTonHoler類，這種方法不僅能確保線程安全，也能保證單例的唯一性，同時也延遲了單例的實例化。
那麽，靜態內部類又是如何實現線程安全的呢？首先，我們先了解下類的加載時機。
類加載時機：JAVA虛擬機在有且僅有的5種場景下會對類進行初始化。
1.遇到new、getstatic、setstatic或者invikestatic這4個字節碼指令時，對應的java代碼場景為：new一個關鍵字或者一個實例化對象時、讀取或設置一個靜態字段時(final修飾、已在編譯期把結果放入常量池的除外)、調用一個類的靜態方法時。
2.使用java.lang.reflect包的方法對類進行反射調用的時候，如果類沒進行初始化，需要先調用其初始化方法進行初始化。
3.當初始化一個類時，如果其父類還未進行初始化，會先觸發其父類的初始化。
4.當虛擬機啟動時，用戶需要指定一個要執行的主類(包含main()方法的類)，虛擬機會先初始化這個類。
5.當使用JDK 1.7等動態語言支持時，如果一個java.lang.invoke.MethodHandle實例最後的解析結果REF_getStatic、REF_putStatic、REF_invokeStatic的方法句柄，並且這個方法句柄所對應的類沒有進行過初始化，則需要先觸發其初始化。
這5種情況被稱為是類的主動引用，註意，這裏《虛擬機規範》中使用的限定詞是"有且僅有"，那麽，除此之外的所有引用類都不會對類進行初始化，稱為被動引用。靜態內部類就屬於被動引用的行列。
我們再回頭看下getInstance()方法，調用的是SingleTonHoler.INSTANCE，取的是SingleTonHoler裏的INSTANCE對象，跟上面那個DCL方法不同的是，getInstance()方法並沒有多次去new對象，故不管多少個線程去調用getInstance()方法，取的都是同一個INSTANCE對象，而不用去重新創建。當getInstance()方法被調用時，SingleTonHoler才在SingleTon的運行時常量池裏，把符號引用替換為直接引用，這時靜態對象INSTANCE也真正被創建，然後再被getInstance()方法返回出去，這點同餓漢模式。那麽INSTANCE在創建過程中又是如何保證線程安全的呢？在《深入理解JAVA虛擬機》中，有這麽一句話:
虛擬機會保證一個類的<clinit>()方法在多線程環境中被正確地加鎖、同步，如果多個線程同時去初始化一個類，那麽只會有一個線程去執行這個類的<clinit>()方法，其他線程都需要阻塞等待，直到活動線程執行<clinit>()方法完畢。如果在一個類的<clinit>()方法中有耗時很長的操作，就可能造成多個進程阻塞(需要註意的是，其他線程雖然會被阻塞，但如果執行<clinit>()方法後，其他線程喚醒之後不會再次進入<clinit>()方法。同一個加載器下，一個類型只會初始化一次。)，在實際應用中，這種阻塞往往是很隱蔽的。
故而，可以看出INSTANCE在創建過程中是線程安全的，所以說靜態內部類形式的單例可保證線程安全，也能保證單例的唯一性，同時也延遲了單例的實例化。
那麽，是不是可以說靜態內部類單例就是最完美的單例模式了呢？其實不然，靜態內部類也有著一個致命的缺點，就是傳參的問題，由於是靜態內部類的形式去創建單例的，故外部無法傳遞參數進去，例如Context這種參數，所以，我們創建單例時，可以在靜態內部類與DCL模式裏自己斟酌。
最後粗略的介紹下枚舉類型的單例吧。
枚舉單例：
public enum www.ysyl157.com SingleTon{
INSTANCE;
public void method(){
//TODO
}
}
枚舉在java中與普通類一樣，都能擁有字段與方法，而且枚舉實例創建是線程安全的，在任何情況下，它都是一個單例。我們可直接以
SingleTon.INSTANCE
深入理解單例模式：靜態內部類單例原理