Java单例模式与线程安全

单例模式的种类
存在的问题
线程安全的单例模式

单例模式的种类

懒汉式
因为此类型的对象在调用时才会被创建,所以称为懒汉式.

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

饿汉式
此类型的对象在类加载时就会被创建,称为饿汉式.

    public Singleton  
    {  
	public static Singleton instance = new Singleton();  
  	
	private Singleton()  
	{}  
  
	public static Singleton getInstance()  
	{  
		return instance;  
	}  
    }  

存在的问题

懒汉式
多线程时不安全,可能创建多个对象.

饿汉式
在未调用前就以创建了对象,浪费资源.尤其是在资源少或者此对象消耗资源多的情况下.

线程安全的单例模式

由于饿汉式不存在线程安全的问题,所以这里对懒汉式进行改进.

1.使用同步方法,获取单例对象.

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

缺点
同步方法会使该方法只能单个线程访问,效率降低.而可能出现线程安全的情况发生在对象还未创建时.

2.使用双重验证方法

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

缺点
由于位置3处的代码并非时原子操作,即jvm在运行时不会一步完成.他需要的步骤为:
1.为instance引用分配空间.
2.创建Singleton对象.
3.将instance指向对象所在地址.(这步之后instance != null)
但是jvm具有指令重排序优化.可能通过1-3-2的顺序执行.
假设线程A已运行到位置3处,并执行完1-3(注意:此时instance != null).这时另外一个线程B运行到位置1处,判断instance不为空返回并使用时就会报错.

解决方案
使用volatile关键字修饰instance变量.volatile会标记在jvm执行位置3处代码时不能对指令重新排序.

    public Singleton  
    {  
	public static volatile Singleton instance;  
  	
	private Singleton()  
	{}  
  	
	public static Singleton getInstance()  
	{  
1		if(instance == null)  
		{  
2			synchronized (Singleton.class)  
			{  
				if (instance == null)  
3					instance = new Singleton();  
			}  
		}  
		return instance;  
	}  
    }  