转载：单例模式的几种写法(包含双检锁写法)

几个参考地址：
http://www.ibm.com/developerworks/cn/java/j-dcl.html
http://www.iteye.com/topic/537563
http://www.iteye.com/topic/260515
http://www.iteye.com/topic/344876
http://www.iteye.com/topic/60179

关键字: singleton 单例 写法 双锁 线程安全

饿汉式单例类
Java代码

   1. public class Singleton 
   2. { 
   3.     private Singleton(){ 
   4.      
   5.     } 
   6.  
   7.     private static Singleton instance = new Singleton(); 
   8.  
   9.     private static Singleton getInstance(){ 
  10.         return instance; 
  11.     } 
  12. } 

public class Singleton
{
private Singleton(){

}

private static Singleton instance = new Singleton();

private static Singleton getInstance(){
return instance;
}
}

饿汉式提前实例化，没有懒汉式中多线程问题，但不管我们是不是调用getInstance()都会存在一个实例在内存中

内部类式单例类
Java代码

   1. public class Singleton    
   2. {       
   3.         private Singleton(){    
   4.         
   5.     }    
   6.    
   7.     private class SingletonHoledr(){    
   8.         private static Singleton instance = new Singleton();    
   9.     }    
  10.    
  11.     private static Singleton getInstance(){    
  12.         return SingletonHoledr.instance;    
  13.     }    
  14. }  

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



内部类式中，实现了延迟加载，只有我们调用了getInstance(),才会创建唯一的实例到内存中.并且也解决了懒汉式中多线程的问题.解决的方式是利用了Classloader的特性.



懒汉式单例类
Java代码

   1. public class Singleton    
   2. {       
   3.     private Singleton(){    
   4.    
   5.     }    
   6.    
   7.     private static Singleton instance;    
   8.     public static Singleton getInstance(){    
   9.         if(instance == null){    
  10.             return instance = new Singleton();    
  11.         }else{    
  12.             return instance;    
  13.         }    
  14.     }    
  15. }   

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



在懒汉式中，有线程A和B，当线程A运行到第8行时，跳到线程B，当B也运行到8行时，两个线程的instance都为空，这样就会生成两个实例。解决的办法是同步：

可以同步但是效率不高：
Java代码

   1. public class Singleton    
   2. {       
   3.     private Singleton(){    
   4.    
   5.     }    
   6.    
   7.     private static Singleton instance;    
   8.     public static synchronized Singleton getInstance(){    
   9.         if(instance == null){    
  10.             return instance = new Singleton();    
  11.         }else{    
  12.             return instance;    
  13.         }    
  14.     }    
  15. }   

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



这样写程序不会出错，因为整个getInstance是一个整体的"critical section"，但就是效率很不好，因为我们的目的其实只是在第一个初始化instance的时候需要locking(加锁)，而后面取用 instance的时候，根本不需要线程同步。
于是聪明的人们想出了下面的做法：

双检锁写法：
Java代码

   1. public class Singleton{ 
   2.   private static Singleton single;    //声明静态的单例对象的变量 
   3.   private Singleton(){}    //私有构造方法  
   4.    
   5.   public static Singleton getSingle(){    //外部通过此方法可以获取对象   
   6.     if(single == null){    
   7.         synchronized (Singleton.class) {   //保证了同一时间只能只能有一个对象访问此同步块       
   8.             if(single == null){     
   9.                 single = new Singleton();         
  10.         }    
  11.       } 
  12.     }   
  13.     return single;   //返回创建好的对象  
  14.   } 
  15. } 

public class Singleton{
  private static Singleton single;    //声明静态的单例对象的变量
  private Singleton(){}    //私有构造方法
 
  public static Singleton getSingle(){    //外部通过此方法可以获取对象 
    if(single == null){  
        synchronized (Singleton.class) {   //保证了同一时间只能只能有一个对象访问此同步块     
            if(single == null){   
                single = new Singleton();       
        }  
      }
    } 
    return single;   //返回创建好的对象
  }
}





思路很简单，就是我们只需要同步（synchronize）初始化instance的那部分代码从而使代码既正确又很有效率。
这就是所谓的“双检锁”机制（顾名思义）。
很可惜，这样的写法在很多平台和优化编译器上是错误的。

原因在于：instance = new Singleton()这行代码在不同编译器上的行为是无法预知的。一个优化编译器可以合法地如下实现instance = new Singleton():

1. instance  = 给新的实体分配内存

2. 调用Singleton的构造函数来初始化instance的成员变量

现在想象一下有线程A和B在调用getInstance，线程A先进入，在执行到步骤1的时候被踢出了cpu。然后线程B进入，B看到的是instance  已经不是null了（内存已经分配），于是它开始放心地使用instance，但这个是错误的，因为在这一时刻，instance的成员变量还都是缺省值，A还没有来得及执行步骤2来完成instance的初始化。

当然编译器也可以这样实现：

1. temp = 分配内存

2. 调用temp的构造函数

3. instance = temp

如果编译器的行为是这样的话我们似乎就没有问题了，但事实却不是那么简单，因为我们无法知道某个编译器具体是怎么做的，因为在Java的memory model里对这个问题没有定义。

双检锁对于基础类型（比如int）适用。很显然吧，因为基础类型没有调用构造函数这一步。