设计模式之单例模式

定义

单例模式从字面就看出来是要确保一个类中只有一个实例，字面上看不出来的是创建实例后，还要自行实例化并向整个系统提供这个实例。

动手试试

来写一个简单的单例类

public class Singleton{
	private static Singleton singleton=null;
	//限制产生多个对象
	private Singleton(){
	}
	//通过该方法获得实例对象
	public static Singleton getSingleton(){
		if(singleton==null)
			singleton=new Singleton();
		return singleton
	}
}

这样的单例类看上去没什么问题，实际上如果在低并发的情况下可能也不会出现问题。但如果并发量增加，则可能在内存中实现多个实例。如一个线程A执行到singleton=new Singleton(),但还没有获得对象，ei~这时候啊，还有一个线程B也在执行，执行到了singleton==null的判断。线程A还没有获得对象啊，所以线程B的判断条件也成立，结果呢，A获得一个对象，B获得一个对象，内存中有两个对象！说好的单例呢！！

出现问题要想办法解决

解决线程不安全，首先想到在get方法前加synchronized关键字。

public static synchronized Singleton getSingleton(){
		if(singleton==null)
			singleton=new Singleton();
		return singleton
	}

解决了线程问题，但是这样synchronized锁住了整个对象，这样的用法，在性能上会有所下降，因为每次调用getInstance()，都要对对象上锁，事实上，只有在第一次创建对象的时候需要加锁，之后就不需要了，所以，这个地方需要改进。我们改成下面这个：

public static Singleton getSingleton(){
		if(singleton==null){
			synchronized(singleton){
				if(singleton==null)
					singleton=new Singleton();
			}
		}
		return singleton;
	}

再来分析，有A、B两个线程同时进入第一个if判断，A首先进入synchronized代码块，由于singleton为null，所以A执行singleton=new Singleton()。由于JVM内部的优化机制，JVM先画出了一些分配给Singleton实例的空白内存，并赋值给instance成员（注意此时JVM没有开始初始化这个实例），然后A离开了synchronized块。B进入synchronized块，由于instance此时不是null，因此它马上离开了synchronized块并将结果返回给调用该方法的程序。此时B线程打算使用Singleton实例，却发现它没有被初始化，于是错误发生了。所以程序还是有可能发生错误，其实程序在运行过程是很复杂的，从这点我们就可以看出，尤其是在写多线程环境下的程序更有难度，有挑战性。我们对该程序做进一步优化：

public class Singleton{
	private static final Singleton singleton=new Singleton();
	//限制产生多个对象
	private Singleton(){
	}
	//通过该方法获得实例对象
	public static Singleton getSingleton(){
		return singleton
	}
}

JVM内部的机制能保证一个类被加载的时候，这个类的加载过程是线程互斥的。这样当第一次调用getSingleton的时候，JVM能帮助我们保证singleton只能被创建一次，并且会保证把赋值给singleton的内存初始化完毕，这样我们就不用担心上面的问题。同时该方法也只会在第一次调用的时候使用互斥机制，这样就解决了低性能问题。这样我们暂时总结一个完美的单例模式。