原創(chuàng)文章，轉(zhuǎn)載請標(biāo)注出處：《Java設(shè)計模式系列-單例模式》

一、概述

????????所謂單例，指的就是單實例，有且僅有一個類實例，這個單例不應(yīng)該由人來控制，而應(yīng)該由代碼來限制，強(qiáng)制單例。

????????單例有其獨(dú)有的使用場景，一般是對于那些業(yè)務(wù)邏輯上限定不能多例只能單例的情況，例如：類似于計數(shù)器之類的存在，一般都需要使用一個實例來進(jìn)行記錄，若多例計數(shù)則會不準(zhǔn)確。

????????其實單例就是那些很明顯的使用場合，沒有之前學(xué)習(xí)的那些模式所使用的復(fù)雜場景，只要你需要使用單例，那你就使用單例，簡單易理解。

????????所以我認(rèn)為有關(guān)單例模式的重點(diǎn)不在于場景，而在于如何使用。

二、單例實現(xiàn)

2.1 懶漢式

????????何為懶？顧名思義，就是不做事，這里也是同義，懶漢式就是不在系統(tǒng)加載時就創(chuàng)建類的單例，而是在第一次使用實例的時候再創(chuàng)建。

????????詳見下方代碼示例：

public class LHanDanli {
    // 定義一個私有類變量來存放單例，私有的目的是指外部無法
    // 直接獲取這個變量，而要使用提供的公共方法來獲取
    private static LHanDanli dl = null;
    // 定義私有構(gòu)造器，表示只在類內(nèi)部使用，
    // 亦指單例的實例只能在單例類內(nèi)部創(chuàng)建
    private LHanDanli(){}
    // 定義一個公共的公開的方法來返回該類的實例，
    // 由于是懶漢式，需要在第一次使用時生成實例，
    // 所以為了線程安全，使用synchronized關(guān)鍵字來確保只會生成單例
    public static synchronized LHanDanli getInstance(){
        if(dl == null){
            dl = new LHanDanli();
        }
        return dl;
    }
}

2.2 餓漢式

????????又何為餓？餓者，饑不擇食；但凡有食，必急食之。此處同義：在加載類的時候就會創(chuàng)建類的單例，并保存在類中。

????????詳見下方代碼示例：

public class EHanDanli {
    // 此處定義類變量實例并直接實例化，
    // 在類加載的時候就完成了實例化并保存在類中
    private static EHanDanli dl = new EHanDanli();
    // 定義無參構(gòu)造器，用于單例實例
    private EHanDanli(){}
    // 定義公開方法，返回已創(chuàng)建的單例
    public static EHanDanli getInstance(){
        return dl;
    }
}

2.3 雙重加鎖機(jī)制

????????何為雙重加鎖機(jī)制？

????????在懶漢式實現(xiàn)單例模式的代碼中，有使用synchronized關(guān)鍵字來同步獲取實例，保證單例的唯一性，但是上面的代碼在每一次執(zhí)行時都要進(jìn)行同步和判斷，無疑會拖慢速度，使用雙重加鎖機(jī)制正好可以解決這個問題：

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

????????看了上面的代碼，有沒有感覺很無語，雙重加鎖難道不是需要兩個synchronized進(jìn)行加鎖的嗎？

????????...

????????其實不然，這里的雙重指的的雙重判斷，而加鎖單指那個synchronized，為什么要進(jìn)行雙重判斷，其實很簡單，第一重判斷，如果單例已經(jīng)存在，那么就不再需要進(jìn)行同步操作，而是直接返回這個實例，如果沒有創(chuàng)建，才會進(jìn)入同步塊，同步塊的目的與之前相同，目的是為了防止有兩個調(diào)用同時進(jìn)行時，導(dǎo)致生成多個實例，有了同步塊，每次只能有一個線程調(diào)用能訪問同步塊內(nèi)容，當(dāng)?shù)谝粋€搶到鎖的調(diào)用獲取了實例之后，這個實例就會被創(chuàng)建，之后的所有調(diào)用都不會進(jìn)入同步塊，直接在第一重判斷就返回了單例。至于第二個判斷，個人感覺有點(diǎn)查遺補(bǔ)漏的意味在內(nèi)（期待高人高見）。

????????補(bǔ)充：關(guān)于鎖內(nèi)部的第二重空判斷的作用，當(dāng)多個線程一起到達(dá)鎖位置時，進(jìn)行鎖競爭，其中一個線程獲取鎖，如果是第一次進(jìn)入則dl為null，會進(jìn)行單例對象的創(chuàng)建，完成后釋放鎖，其他線程獲取鎖后就會被空判斷攔截，直接返回已創(chuàng)建的單例對象。

????????不論如何，使用了雙重加鎖機(jī)制后，程序的執(zhí)行速度有了顯著提升，不必每次都同步加鎖。

????????其實我最在意的是volatile的使用，volatile關(guān)鍵字的含義是：被其所修飾的變量的值不會被本地線程緩存，所有對該變量的讀寫都是直接操作共享內(nèi)存來實現(xiàn)，從而確保多個線程能正確的處理該變量。該關(guān)鍵字可能會屏蔽掉虛擬機(jī)中的一些代碼優(yōu)化，所以其運(yùn)行效率可能不是很高，所以，一般情況下，并不建議使用雙重加鎖機(jī)制，酌情使用才是正理！

????????更進(jìn)一步說，其實使用volatile的目的是為了防止暴露一個未初始化的不完整單例實例，導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰。因為創(chuàng)建單例實例其實需要經(jīng)過以下幾步：首先分配內(nèi)存空間、然后將內(nèi)存空間的首地址指向引用（指針），最后調(diào)用構(gòu)造器創(chuàng)建實例，由于在第二步的時候這個引用（指針）就會變的非null，那么在第三步未執(zhí)行，真正的單例實例還未創(chuàng)建完成的時候，一個線程過來在第一個校驗中為false，將會直接將不完整的實例返回，從而造成系統(tǒng)崩潰。

2.4 類級內(nèi)部類方式

????????餓漢式會占用較多的空間，因為其在類加載時就會完成實例化，而懶漢式又存在執(zhí)行速率慢的情況，雙重加鎖機(jī)制呢？又有執(zhí)行效率差的毛病，有沒有一種完美的方式可以規(guī)避這些毛病呢？

????????貌似有的，就是使用類級內(nèi)部類結(jié)合多線程默認(rèn)同步鎖，同時實現(xiàn)延遲加載和線程安全。

public class ClassInnerClassDanli {
    public static class DanliHolder{
        private static ClassInnerClassDanli dl = new ClassInnerClassDanli();
    }
    private ClassInnerClassDanli(){}
    public static ClassInnerClassDanli getInstance(){
        return DanliHolder.dl;
    }
}

????????如上代碼，所謂類級內(nèi)部類，就是靜態(tài)內(nèi)部類，這種內(nèi)部類與其外部類之間并沒有從屬關(guān)系，加載外部類的時候，并不會同時加載其靜態(tài)內(nèi)部類，只有在發(fā)生調(diào)用的時候才會進(jìn)行加載，加載的時候就會創(chuàng)建單例實例并返回，有效實現(xiàn)了懶加載（延遲加載），至于同步問題，我們采用和餓漢式同樣的靜態(tài)初始化器的方式，借助JVM來實現(xiàn)線程安全。

????????其實使用靜態(tài)初始化器的方式會在類加載時創(chuàng)建類的實例，但是我們將實例的創(chuàng)建顯式放置在靜態(tài)內(nèi)部類中，它會導(dǎo)致在外部類加載時不進(jìn)行實例創(chuàng)建，這樣就能實現(xiàn)我們的雙重目的：延遲加載和線程安全。

四、使用

????????在Spring中創(chuàng)建的Bean實例默認(rèn)都是單例模式存在的。