Java多线程环境下单例模式实现

单例模式是一种常用的设计模式，单例对象通常作为程序中的存放配置信息的载体，以保证其他对象读到一致的信息。

在某个服务器程序中，服务器的配置信息可能存放在数据库或文件中，其他对象要取得这些信息只需要访问这个单例就可以。

这个机制在单线程环境下实现简单，在多线程环境下需要考虑同步问题。

首先，通常使用惰性加载的机制，在单例对象使用的时候才去创建。

public class Singleton{
    private static Singleton instance=null;
    Private Singleton(){
        ......
    }
    public static Singleton getInstance(){
        if(instance==null){
            instance=new Singleton();
            return instance;
        }
}

这样当第一次调用时单例才被创建。

double-checked locking

对于getInstance()方法，通过对其添加synchronized块来处理同步问题。

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

没有将synchronized加到方法名前，所以同步代码段只会在最开始执行。

从JVM的角度讲，上述代码仍然可能发生错误。在Java指令中创建对象和赋值操作时分开进行的。（指令重排序问题）

假设有线程A和B调用getInstance()，线程A在执行到创建对象步骤后离开，当B进入时instance已经不是null了，但却还没有初始化。

用volatile修饰instance的话就可以确保instance = new Singleton();对应的指令不会重排序。

还有一种使用内部类的方式：

1. public class Singleton{        
2.     private Singleton(){        
3.         …        
4.     }        
5.     private static class SingletonContainer{        
6.         private static Singleton instance = new Singleton();        
7.     }        
8.     public static Singleton getInstance(){        
9.         return SingletonContainer.instance;        
10.     }        
11. }      
    

JVM内部的机制能够保证当一个类被加载的时候，这个类的加载过程是线程互斥的。当第一次调用getInstance的时候，JVM能够帮我们保证instance只被创建一次，并且会保证把赋值给instance的内存初始化完毕，这样就排除了只赋值但没初始化的问题；这个方法也只会在第一次调用的时候使用互斥机制；最后instance是在第一次加载SingletonContainer类时被创建的，而SingletonContainer类则在调用getInstance方法的时候才会被加载，因此也实现了惰性加载。