设计模式-单例模式和线程安全

饿汉模式：实例在类加载的时候就创建好。直接上代码，两种实现方式。两种实现方式因为都是在类加载的时候就实例化好的，所以是线程安全的。

  /**
 * 饿汉模式
 * 单例实例在类装载时进行创建
 * 线程安全
 */
public class SingletonExample2 {

    // 私有构造函数
    private SingletonExample2() {

    }

    // 单例对象
    private static SingletonExample2 instance = new SingletonExample2();

    // 静态的工厂方法
    public static SingletonExample2 getInstance() {
        return instance;
    }
}

/**
 * 饿汉模式
 * 单例实例在类装载时进行创建
 * 线程安全
 */
public class SingletonExample6 {

    // 私有构造函数
    private SingletonExample6() {

    }

    // 单例对象
    private static SingletonExample6 instance = null;

    static {
        instance = new SingletonExample6();
    }

    // 静态的工厂方法
    public static SingletonExample6 getInstance() {
        return instance;
    }
}

懒汉模式是指在第一次获取实例的时候才实例化单例，有可能同时会有多个线程去获取单例，线程的安全性需要考虑。

/**
 * 懒汉模式
 * 单例实例在第一次使用时进行创建
 * 这种方式是线程不安全的
 */
 
public class SingletonExample1 {

    // 私有构造函数
    private SingletonExample1() {

    }

    // 单例对象
    private static SingletonExample1 instance = null;

    // 静态的工厂方法
    //线程不安全,如果线程A和B同时访问这个方法
    public static SingletonExample1 getInstance() {
    //A判断为true 则继续执行下一步，但是此时单例还没有实例化好，B也进入这个判断，又重新实例化一遍。
        if (instance == null) {
            instance = new SingletonExample1();
        }
        return instance;
    }
}

/**
 * 懒汉模式
 * 单例实例在第一次使用时进行创建
 * 线程安全的 但是不推荐使用
 */
public class SingletonExample3 {

    // 私有构造函数
    private SingletonExample3() {

    }

    // 单例对象
    private static SingletonExample3 instance = null;

    // 静态的工厂方法
    //synchronized修改静态方法，保证每次只能有一个线程访问到这个方法内部
    public static synchronized SingletonExample3 getInstance() {
        if (instance == null) {
            instance = new SingletonExample3();
        }
        return instance;
    }
}

/**
 * 懒汉模式 -》 双重同步锁单例模式
 * 单例实例在第一次使用时进行创建
 * 线程不安全来源于jvm的指令重排
 */
public class SingletonExample4 {

    // 私有构造函数
    private SingletonExample4() {

    }

    //实例化对象的正常的顺序
    // 1、memory = allocate() 分配对象的内存空间
    // 2、ctorInstance() 初始化对象
    // 3、instance = memory 设置instance指向刚分配的内存

    // JVM和cpu优化，发生了指令重排
    // 1、memory = allocate() 分配对象的内存空间
    // 3、instance = memory 设置instance指向刚分配的内存
    // 2、ctorInstance() 初始化对象

    // 单例对象
    private static SingletonExample4 instance = null;

    // 静态的工厂方法
    //如果A执行到3，此时instance != null了，但是实际上instance还没有创建好，
    //B执行到if语句，直接返回了没有创建好的instance，线程不安全
    public static SingletonExample4 getInstance() {
        if (instance == null) { // 双重检测机制        // B
            synchronized (SingletonExample4.class) { // 同步锁
                if (instance == null) {
                    instance = new SingletonExample4(); // A - 3
                }
            }
        }
        return instance;
    }
}

/**
 * 懒汉模式 -》 双重同步锁+ volatile 关键字禁止指令重排，线程安全
 * 单例实例在第一次使用时进行创建
 *
 */
public class SingletonExample5 {

    // 私有构造函数
    private SingletonExample5() {

    }

    // 1、memory = allocate() 分配对象的内存空间
    // 2、ctorInstance() 初始化对象
    // 3、instance = memory 设置instance指向刚分配的内存

    // 单例对象 volatile + 双重检测机制 -> 禁止指令重排
    private volatile static SingletonExample5 instance = null;

    // 静态的工厂方法
    public static SingletonExample5 getInstance() {
        if (instance == null) { // 双重检测机制        // B
            synchronized (SingletonExample5.class) { // 同步锁
                if (instance == null) {
                    instance = new SingletonExample5(); // A - 3
                }
            }
        }
        return instance;
    }
}

枚举模式

/**
 * 枚举模式：最安全 最推荐
 */
public class SingletonExample7 {

    // 私有构造函数
    private SingletonExample7() {

    }

    public static SingletonExample7 getInstance() {
        return Singleton.INSTANCE.getInstance();
    }

    private enum Singleton {
        INSTANCE;

        private SingletonExample7 singleton;

        // JVM保证这个方法绝对只调用一次
        Singleton() {
            singleton = new SingletonExample7();
        }

        public SingletonExample7 getInstance() {
            return singleton;
        }
    }
}