定義:整個(gè)系統(tǒng)只允許存在一個(gè)實(shí)例
首先 我們一般都這樣

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

但這樣在多線程時(shí)會(huì)存在問(wèn)題
多個(gè)線程同時(shí)運(yùn)行到if (instance == null)，都判斷為null，那么兩個(gè)線程就各自會(huì)創(chuàng)建一個(gè)實(shí)例。
所以改進(jìn)之后如下

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

我們加了把鎖,當(dāng)然也可以加在方法上,但避免鎖競(jìng)爭(zhēng)太過(guò)激烈,一般都會(huì)較小鎖的粒度,所以我們使用了代碼塊。這也是傳說(shuō)中的雙重檢查。

但雙重檢查依然有個(gè)缺陷
為什么呢？這要說(shuō)到我們java對(duì)象的創(chuàng)建過(guò)程了,分三步。
1.分配內(nèi)存空間
2.初始化對(duì)象
3.將內(nèi)存空間的地址賦值給對(duì)應(yīng)的引用

但由于重排序(可以簡(jiǎn)單理解為只保證結(jié)果一致,但過(guò)程順序不保證,主要為了優(yōu)化運(yùn)行效率)的存在,2和3會(huì)進(jìn)行重排序。
所以會(huì)變成如下
1.分配內(nèi)存空間
2.將內(nèi)存空間的地址賦值給對(duì)應(yīng)的引用
3.初始化對(duì)象
這個(gè)時(shí)候代碼里的第二個(gè)判空就會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題,instance!=null,但實(shí)際上這個(gè)對(duì)象還是沒(méi)有被初始化的。如圖

image.png

所以這里有兩種解決方案
①既然是重排序引起的,那我們就禁止重排序,修改如下

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

private static volatile Singleton instance;
我們使用了volatile 關(guān)鍵字來(lái)禁止了重排序

②運(yùn)行線程A內(nèi),2和3的重排序,但不能讓其它線程看到這個(gè)重排序。即B也就不會(huì)直接訪問(wèn)初始化對(duì)象了。
怎么做呢？我們先看下ClassLoader下面的

protected Class<?> loadClass(String name, boolean resolve)
    throws ClassNotFoundException
{
    synchronized (getClassLoadingLock(name)) {
        // First, check if the class has already been loaded
        Class<?> c = findLoadedClass(name);
        if (c == null) {
            long t0 = System.nanoTime();
            try {
                if (parent != null) {
                    c = parent.loadClass(name, false);
                } else {
                    c = findBootstrapClassOrNull(name);
                }
            } catch (ClassNotFoundException e) {
                // ClassNotFoundException thrown if class not found
                // from the non-null parent class loader
            }

            if (c == null) {
                // If still not found, then invoke findClass in order
                // to find the class.
                long t1 = System.nanoTime();
                c = findClass(name);

                // this is the defining class loader; record the stats
                sun.misc.PerfCounter.getParentDelegationTime().addTime(t1 - t0);
                sun.misc.PerfCounter.getFindClassTime().addElapsedTimeFrom(t1);
                sun.misc.PerfCounter.getFindClasses().increment();
            }
        }
        if (resolve) {
            resolveClass(c);
        }
        return c;
    }
}

synchronized (getClassLoadingLock(name))

即JVM在類(lèi)初始化階段就會(huì)獲取一個(gè)鎖,可以保證初始化instance時(shí)只有一個(gè)線程.
所以修改如下

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

當(dāng)然這種方式,會(huì)在JVM進(jìn)行類(lèi)加載的時(shí)候就會(huì)進(jìn)行初始化,我們想要的是只有調(diào)用getInstance方法的時(shí)候才會(huì)進(jìn)行初始化.

怎么改呢?再加一個(gè)靜態(tài)內(nèi)部類(lèi)唄

public class Singleton {
    private  static  class  SingletonHolder{
        private static final  Singleton instance = new Singleton();
    }

    public  Singleton getInstance(){
        return  SingletonHolder.instance;
    }
}

SingletonHolder是一個(gè)內(nèi)部類(lèi)，只在外部類(lèi)的Singleton的getInstance()中被使用，所以它被加載的時(shí)機(jī)也就是在getInstance()方法第一次被調(diào)用的時(shí)候。

當(dāng)然,這些都會(huì)被反射破壞.還有的單例是用枚舉來(lái)做的。

public enum SingleInstance {

    INSTANCE;

    public void fun1() { 
        // do something
    }
}
SingleInstance.INSTANCE.fun1();