单例模式知识点

Java中单例模式定义：“一个类有且仅有一个实例，并且自行实例化向整个系统提供。”

单例模式的实现主要依托static关键字。

1.饿汉模式：实例的创建出现在类加载阶段；
2.懒汉模式：实例的创建在第一次使用对象时。

static class Singleton{
        //期望singleton是一个单例类，只有一个实例
        //先创建一个成员，保存唯一的一个Singleton实例
        private static Singleton instance = new Singleton();
        //再提供一个方法，来获取到这个实例
        public static Singleton getInstance(){
            return instance;
        }
        //然后把类的构造方法设为private，防止其他代码再创建实例
        private Singleton(){

        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        //只能通过getInstance方法来获取实例，
        //无法通过new的方法创建新的Singleton实例
        Singleton s = Singleton.getInstance();
    }

//创建实例的时候是第一次使用getInstance方法的时候，比饿汉模式要迟
    static class Singleton{
        private static Singleton instance = null;
        public static Singleton getInstance(){
            if(instance == null){
                instance = new Singleton();
            }
            return instance;
        }
        private Singleton(){

        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        Singleton s = Singleton.getInstance();
    }

饿汉模式在类加载时已经创建好该单例对象，在获取单例对象时直接返回对象即可，不存在线程安全问题。
懒汉模式在使用对象时才实例化对象，所以存在线程安全问题。

如何保证懒汉模式的线程安全？
1.加锁
如果把synchronized加到getInstance方法外面，则相当于针对“判断、new、返回”三个操作进行加锁，这三个操作都是串行的，效率会更低；
如果把synchronized加到getInstance方法内部，则相当于针对“判断、new”两个操作进行加锁，效率相对会高一点，同时也保证了线程安全；如下图所示。
可以保证线程2的LOAD一定在线程1的SAVE后面；

代码如下：

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

此时线程的安全可以保证了，但效率会大大降低，因为每次调用getInstance方法都会涉及到加锁解锁，但实际上我们只有在instance未初始化时才涉及到线程安全问题，后面instance初始化之后只需要进行读操作即可，不会涉及到线程安全问题；所以只需要首次调用getInstance方法时加锁即可，后续就不用再调用了。所以需要引入双重if判定。

2.双重if判定

	if(instance == null){
        synchronized(Singleton.class){
            if(instance == null){
                instance = new Singleton();
            }
        }
	}

引入双重if判定就可保证加锁操作不再重复添加；

3.volatile
但是由于instance涉及到了读写操作，所以可能出现内存可见性的问题，即instance修改之后，线程2本应该从内存中读取不为空，但是可能是从寄存器中读取未被修改的instance，导致读出的数据为null，所以需要再添加一个volatile，保证外层if读取到的值是内存中的最新值。

	volatile private static Singleton instance = null;

线程安全的单例模式，涉及的要点主要是3点：
1.加锁（在合适的位置加锁，保证把if和new都包裹起来，同时不要范围太大）；
2.双重if（保证需要加锁的时候才加锁，一旦初始化完毕，就不必再加锁了）；
3.volatile保证外层if读操作，读到的值都是内存中的最新的值。