又到了一個老生常談的話題，單例模式，可能在面試時我們也經常會遇到，但是看似很簡單的問題，卻能看出一個人對單例理解的深度。要寫一個單例，首先需要讓構造器私有，還需要對外提供一個可以獲取單例的一個入口，通常我們可能會這樣寫：

第一種：

public class SingleTon {

    private static SingleTon instance = new SingleTon();

    private SingleTon(){}

    public static SingleTon get(){
        return instance;
    }
}

這種方式簡單直接，例項隨著類載入而載入，很方便，但是卻不友好，有時候我們雖然載入了類，卻沒有使用該類例項的時候，會造成記憶體的浪費，不能達到懶載入的能力。所以我們可以改進成下面這樣：

第二種：

public class SingleTon {

    private static SingleTon instance = null;

    private SingleTon(){}

    public static SingleTon get(){
        if (instance == null){
            instance =new SingleTon();
        }
        return instance;
    }
}

這樣可以達到懶載入，需要的時候在初始化，但是如果在多執行緒的情況下是不完全的，那我們會這樣寫：

public class SingleTon {

    private static SingleTon instance = null;

    private SingleTon(){}

    public static synchronized SingleTon get(){
        if (instance == null){
            instance =new SingleTon();
        }
        return instance;
    }
}
 

雖然這樣安全了，但是鎖的粒度還是比較大，所以為了減小鎖的粒度我們還會這樣寫：

public class SingleTon {

    private static SingleTon instance = null;

    private SingleTon() {
    }

    public static SingleTon get() {
        if (instance == null) {
            synchronized (SingleTon.class) {
                if (instance == null) {
                    instance = new SingleTon();
                }
            }
        }
        return instance;
    }
}
 

    要回答這個問題，這就不得不說一說物件的建立過程和java虛擬機器的無序性。首先在我們new物件的時候，首先需要在方法區中去尋找該類的符號引用，如果找不到，說明類還沒有被載入進虛擬機器，所以需要通過類載入器先裝載該類，通過載入，驗證，準備，解析，初始化等操作，然後為物件在堆上開闢記憶體空間（1），物件初始化操作（2），然後在將棧上的引用指向該物件記憶體地址（3）。重點就在這，由於虛擬機器的無序性，可能會造成執行的順序並不是按照123進行的，也可能是按照132的執行順序，結果就是引用先指向物件地址，然後物件在進行初始化等操作，這是由於執行緒的可見性造成的，所以為了保證變數instance的執行緒之間的可見性，我們需要將instance變數進行volatile修飾來解決instance的可見性問題。（關於java虛擬機器的無序性和volatile的記憶體語義，涉及到了java記憶體模型的層面，這裡暫時不過多分析，後面會單獨進行講解）。

所以正確的寫法是這樣：

public class SingleTon {

    private static volatile SingleTon instance = null;

    private SingleTon() {
    }

    public static SingleTon get() {
        if (instance == null) {
            synchronized (SingleTon.class) {
                if (instance == null) {
                    instance = new SingleTon();
                }
            }
        }
        return instance;
    }
}

我們還可以改成成一個類，專門生成單例：

public abstract class Singleton<T> {
    private volatile T mInstance;

    protected abstract T create();

    public final T get() {
        synchronized (this) {
            if (mInstance == null) {
                mInstance = create();
            }
            return mInstance;
        }
    }
}

那麼到此我們就可以滿足了嗎？當然不能。

這裡不可避免的需要對volatile進行解釋一下了，volatile在《深入理解java虛擬機器》中有一下幾層含義：

1，被volatile修飾的變數，保證了該變數對其他執行緒的可見性,；

2，禁止指令重排序，虛擬機器會通過插入很多讀寫記憶體屏障，來保證處理器不會亂序執行，但是也會造成編譯器不會對程式碼進行優化（java記憶體模型會最大限度的保證程式並行執行），對效率有一定影響。

那麼我們在不使用volatile的前提下如何優化呢，下面給出某大牛的寫法：

public class SingleTon {

    private static SingleTon instance = null;

    private SingleTon() {
    }

    public static SingleTon get() {
        if (instance == null) {
            synchronized (SingleTon.class) {
                if (instance == null) {
                    SingleTon temp = null;
                    try {
                        temp = new SingleTon();
                    } catch (Exception e) {

                    }
                    if (temp != null)
                        instance = temp;
            }
        }
        return instance;
    }
}

看似無用的程式碼卻大有用處，try的存在虛擬機器無法優化temp是否為空，instance在賦值之前保證了物件已經初始化完成。看到這裡明顯感覺到水很深啊。

       前面其實大概分為兩種，餓漢式和懶漢式，那有沒有既執行緒安全寫法簡單，又能懶載入呢？

第三種：

public class SingleTon {

    private SingleTon() {
    }

    private static class SingleHolder {
        private static SingleTon instance = new SingleTon();
    }

    public static SingleTon get() {
        return SingleHolder.instance;
    }
}

這裡我們通過靜態內部類來完成，是不是很妙，我們無需枷鎖，外部類的載入不會造成內部類同時載入的，只有呼叫了get方法時才會載入內部類，建立物件，集前兩種方法的優點於一身。

但是到這裡我們又要分析了，以上寫法到底完全不，如果通過反射或者反序列化還能保證是單例嗎？

    當然不可能，在反射面前，一切都是小兒科了，這種寫法可阻止不了反射，反序列化也不行，你必須重寫readReslove方法，返回當前例項，不然就是多個例項了，

    那到底有沒有絕對安全的單例啊，我們是不是都快絕望了，別急，放大招：

public enum  SingleTon {
    intstance;
}

是不是有點意外了，居然最簡單最安全的是列舉，至於列舉是如何做到反射和反序列化時依然安全的可以看連結：

好了，單例到此介紹完畢，看完這些你對單例模式真的瞭解了嗎？