1、 Java代碼1public class Singleton23private static Singleton instance=new Singleton(;4private Singleton(567public static Singleton getInstance(8return instance;910這樣的代碼缺點是:第一次加載類的時候會連帶著創建Singleton實例,這樣的結果與我們所期望的不同,因為創建實例的時候可能并不是我們需要這個實例的時候。同時如果這個Singleton實例的創建非常消耗系統資源,而應用始終都沒有使用Singleton實例,那么創建Singleton

2、消耗的系統資源就被白白浪費了。為了避免這種情況,我們通常使用惰性加載的機制,也就是在使用的時候才去創建。以上代碼的惰性加載代碼如下: Java代碼11public class Singleton12private static Singleton instance=null;13private Singleton(141516public static Singleton getInstance(17if(instance=null18instance=new Singleton(;19return instance;2021這樣,當我們第一次調用Singleton.getInstance(的

3、時候,這個單例才被創建,而以后再次調用的時候僅僅返回這個單例就可以了。2惰性加載在多線程中的問題先將惰性加載的代碼提取出來: Java代碼22public static Singleton getInstance(23if(instance=null24instance=new Singleton(;25return instance;26這是如果兩個線程A和B同時執行了該方法,然后以如下方式執行:1.A進入if判斷,此時foo為null,因此進入if內2.B進入if判斷,此時A還沒有創建foo,因此foo也為null,因此B也進入if內3.A創建了一個Foo并返回4.B也創建了一個Foo并返

4、回此時問題出現了,我們的單例被創建了兩次,而這并不是我們所期望的。3各種解決方案及其存在的問題3.1使用Class鎖機制以上問題最直觀的解決辦法就是給getInstance方法加上一個synchronize前綴,這樣每次只允許一個線程調用getInstance方法: Java代碼27public static synchronized Singleton getInstance(28if(instance=null29instance=new Singleton(;30return instance;31這種解決辦法的確可以防止錯誤的出現,但是它卻很影響性能:每次調用getInstance方法

5、的時候都必須獲得Singleton的鎖,而實際上,當單例實例被創建以后,其后的請求沒有必要再使用互斥機制了3.2double-checked locking曾經有人為了解決以上問題,提出了double-checked locking的解決方案 Java代碼32public static Singleton getInstance(33if(instance=null34synchronized(instance35if(instance=null36instance=new Singleton(;3738return instance;39讓我們來看一下這個代碼是如何工作的:首先當一個線程發出

6、請求后,會先檢查instance是否為null,如果不是則直接返回其內容,這樣避免了進入synchronized塊所需要花費的資源。其次,即使第2節提到的情況發生了,兩個線程同時進入了第一個if判斷,那么他們也必須按照順序執行synchronized塊中的代碼,第一個進入代碼塊的線程會創建一個新的Singleton實例,而后續的線程則因為無法通過if判斷,而不會創建多余的實例。上述描述似乎已經解決了我們面臨的所有問題,但實際上,從JVM的角度講,這些代碼仍然可能發生錯誤。對于JVM而言,它執行的是一個個Java指令。在Java指令中創建對象和賦值操作是分開進行的,也就是說instance=ne

7、w Singleton(;語句是分兩步執行的。但是JVM并不保證這兩個操作的先后順序,也就是說有可能JVM會為新的Singleton實例分配空間,然后直接賦值給instance成員,然后再去初始化這個Singleton實例。這樣就使出錯成為了可能,我們仍然以A、B兩個線程為例:1.A、B線程同時進入了第一個if判斷2.A首先進入synchronized塊,由于instance為null,所以它執行instance=new Singleton(;3.由于JVM內部的優化機制,JVM先畫出了一些分配給Singleton實例的空白內存,并賦值給instance 成員(注意此時JVM沒有開始初始化這個

8、實例,然后A離開了synchronized塊。4.B進入synchronized塊,由于instance此時不是null,因此它馬上離開了synchronized塊并將結果返回給調用該方法的程序。5.此時B線程打算使用Singleton實例,卻發現它沒有被初始化,于是錯誤發生了。4通過內部類實現多線程環境中的單例模式為了實現慢加載,并且不希望每次調用getInstance時都必須互斥執行,最好并且最方便的解決辦法如下: Java代碼40public class Singleton41private Singleton(424344private static class SingletonContainer45private static Singleton instance=new Singleton(;4647public static Singleton getInstance(48return SingletonContainer.instance;4950JVM內部的機制能夠保證當一個類被加載的時候,這個類的加載過程是線程互斥的。這樣當我們第一次調用getInstance的時候,JVM能夠幫我們保證instance只被創建一次,并且會保證把賦值給instance的內存初始化完畢,這樣我們就不用擔心3.2中的問