深入談談Java最簡單的單例設計模式

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　　單例設計模式是23種設計模式裡面最簡單的，但是要徹底理解單例，還是需要下一點功夫的。

單例一般會分為餓漢模式和懶漢模式

 餓漢模式：

1 public class Singleton2 {3     private static Singleton singleton = new Singleton();4 5     public static Singleton getInstance()6     {7         return singleton;8     }9 }

但是在一些系統應用環境中，這個單例對象可能比較大，在類載入的時候就初始化對象會增加系統啟動壓力，還會對系統資源造成浪費。所以就有了懶漢模式，只有在第一次調用的時候才創界對象執行個體。

懶漢模式：

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

但是在多線程的環境中，以上內容就會有問題了。由於沒有同步，不同的線程可能同時進入if語句，然後分別建立了兩個執行個體，這時候Singleton就不再是單列了。

於是就有了雙重空判斷版本

public class Singleton{    private static Singleton1 singleton;    public static Singleton1 getInstance()    {        if (singleton == null)        {            synchronized (Singleton1.class)            {                if (singleton == null)                    singleton = new Singleton();            }        }        return singleton;    }}

網上很多資料說，這種寫法也不是安全執行緒的，singleton欄位必須定義為volatile才行。但實際上，以上代碼其實並沒有安全執行緒問題，因為Singleton1這個類並沒有狀態量。舉個例子，以下代碼才是非安全執行緒的：

public class WrongSingleton{    private static WrongSingleton singleton;        public Object state = new Object();    public static WrongSingleton getInstance()    {        if (singleton == null)        {            synchronized (WrongSingleton.class)            {                if (singleton == null)                    singleton = new WrongSingleton();            }        }        return singleton;    }}

由於cpu指令重排序的存在，我們無法確認singleton對象引用和state對象引用回寫到記憶體的順序，如果Singleton對象的引用已經由線程A回寫到了記憶體，而對象內部持有的state欄位還未完成回寫，那麼此時線程B調用getInstance（）方法後，將得到一個錯誤的Singleton對象。其state引用為null。

要解決這個問題有兩個辦法：

一、把 private static WrongSingleton singleton; 改為  private static volatile Singleton singleton; 由於volatile 的可見度語意，所有對volatile變數的修改，都會立即回寫到主存，所以在Singleton建構函式返回前，state對象就已經回寫到主存了。

二、把state 對象定義為final欄位。由於final語意，final對象在建構函式完成後，其值的可見度對所有線程保持一致。

 

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