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Java中線程安全的單例模式
寫出一個單例模式（Singleton Pattern）
public final class EagerSingleton
{
private static EagerSingleton singObj = new EagerSingleton();
private EagerSingleton(){
}
public static EagerSingleton getSingleInstance(){
return singObj;
}
}
這種寫法就是所謂的饑餓模式，每個對象在沒有使用之前就已經初始化了。這就可能帶來潛在的性能問題：如果這個對象很大呢？沒有使用這個對象之前，就把它加載到了內存中去是一種巨大的浪費。針對這種情況，我們可以對以上的代碼進行改進，使用一種新的設計思想——延遲加載（Lazy-load Singleton）。
public final class LazySingleton
{
private static LazySingleton singObj = null;
private LazySingleton(){
}
public static LazySingleton getSingleInstance(){
if(null == singObj) singObj = new LazySingleton();
return singObj;
}
}
這種寫法就是所謂的懶漢模式。它使用了延遲加載來保證對象在沒有使用之前，是不會進行初始化的。這種寫法線程安全嗎？不安全。這是因為在多個線程可能同時運行到if(null == singObj)，判斷singObj為null，於是同時進行了初始化。所以，這是麵臨的問題是如何使得這個代碼線程安全？很簡單，在那個方法前麵加一個Synchronized就OK了。
public final class ThreadSafeSingleton
{
private static ThreadSafeSingleton singObj = null;
private ThreadSafeSingleton(){
}
public static Synchronized ThreadSafeSingleton getSingleInstance(){
if(null == singObj ) singObj = new ThreadSafeSingleton();
return singObj;
}
}
這個寫法有沒有什麼性能問題呢？答案肯定是有的！同步的代價必然會一定程度的使程序的並發度降低。那麼有沒有什麼方法，一方麵是線程安全的，有可以有很高的並發度呢？
我們觀察到，線程不安全的原因其實是在初始化對象的時候，所以，可以想辦法把同步的粒度降低，隻在初始化對象的時候進行同步。這裏有必要提出一種新的設計思想——雙重檢查鎖（Double-Checked Lock）。
public final class DoubleCheckedSingleton
{
private static DoubleCheckedSingletonsingObj = null;
private DoubleCheckedSingleton(){
}
public static DoubleCheckedSingleton getSingleInstance(){
if(null == singObj ) {
Synchronized(DoubleCheckedSingleton.class){
if(null == singObj)
singObj = new DoubleCheckedSingleton();
}
}
return singObj;
}
}
這種寫法使得隻有在加載新的對象進行同步，在加載完了之後，其他線程在第九行就可以判斷跳過鎖的的代價直接到第15行代碼了。做到很好的並發度。
上麵的寫法一方麵實現了Lazy-Load，另一個方麵也做到了並發度很好的線程安全，一切看上很完美。其實這種寫法還是有問題的！問題在哪裏？假設線程A執行到了第9行，它判斷對象為空，於是線程A執行到第12行去初始化這個對象，但初始化是需要耗費時間的，但是這個對象的地址其實已經存在了。此時線程B也執行到了第九行，它判斷不為空，於是直接跳到15行得到了這個對象。但是，這個對象還沒有被完整的初始化！得到一個沒有初始化完全的對象有什麼用！關於這個Double-Checked
Lock的討論有很多，目前公認這是一個Anti-Pattern，不推薦使用！
這裏又要提出一種新的模式——Initialization on Demand Holder. 這種方法使用內部類來做到延遲加載對象，在初始化這個內部類的時候，JLS(Java Language Sepcification)會保證這個類的線程安全。這種寫法完全使用了Java虛擬機的機製進行同步保證，沒有一個同步的關鍵字。
public class Singleton
{
private static class SingletonHolder
{
public final static Singleton instance = new Singleton();
}
public static Singleton getInstance()
{
return SingletonHolder.instance;
}
}
有一篇博文更加詳細：https://www.infoq.com/cn/articles/double-checked-locking-with-delay-initialization
原帖地址：https://blog.sina.com.cn/s/blog_75247c770100yxpb.html
最後更新：2017-04-03 16:48:57