【版权声明】未经博主同意，谢绝转载！（请尊重原创，博主保留追究权）
[https://developer.aliyun.com/article/1631322)
出自【进步*于辰的博客】参考笔记一，P28.3、P29.9、P71.1。
1、介绍
1.1 什么是单例模式？
“单例模式”指关闭对外实例化方法，需通过调用类方法获取实例，且多次调用都始终保持同一个实例的一种设计模式。
当一个线程改变此唯一实例的成员变量时，由于其他线程不可见，就会导致并发性问题。因此，往往不声明成员变量，仅定义了成员方法时使用单例模式。
1.2 如何实现单例模式？
看下述代码。（注：此示例未实现单例模式，仅用于说明实现单例模式的思想）
class Singleton {
private static Singleton instance;
private Singleton() {
}
public static Singleton newInstance() {
return new Singleton();
}
}
获取实例的方法不是通过new或者反射，而是通过调用newInstance()实现。说明：
instance定义为静态私有，一是为了newInstance()可访问，二是防止类外直接获取。- 构造方法声明为
private，使得无法主动实例化（new）.。 newInstance()是静态公共方法，使用static修饰是因为 Singleton 类无法实例化，故无法通过对象调用newInstance()；使用public修饰是为了方便类外调用。
扩展说明：
- “懒汉式”是在调用
newInstance()时才创建实例，故无需分析。 - 判断“饿汉式”的情况：若
instance为类变量，其在类初始化时创建，自然可保证唯一实例；若instance为成员变量，其在实例初始化时创建，但由于构造方法禁止实例化，故也是在调用newInstance()时创建，也可保证唯一实例。因此，instance定义为类变量与单例模式没有直接关系。
2、单例模式的两种形式
2.1 饿汉式
基础格式：
class Singleton {
private static Singleton instance = new Singleton();
private Singleton() {
}
public static Singleton newInstance() {
return instance;
}
}
唯一实例在类内直接创建，不存在多实例可能，不违背“单例”，故不存在线程安全问题，但可能导致内存浪费。
2.2 懒汉式
基础格式：
class Singleton {
private static Singleton instance;
private Singleton() {
}
public static Singleton newInstance() {
if (instance == null) {
instance = new Singleton();
}
return instance;
}
}
当newInstance()被调用时，才创建实例。
存在的线程安全问题：
从表面上看，基础“懒汉式”没有问题。可实际上，由于newInstance()本身线程不安全，当多个线程同时调用时，就存在创建多个实例的可能，违背“单例”，故存在线程安全问题。
举个栗子。
public static Singleton newInstance(){
if (instance == null) {
---------------A
instance = new Singleton();-------B
}
return instance;
}
假设有两个线程x、y同时调用newInstance()。
x先执行A，判断 instance 是否为null，为true，但还未执行B。可此时，x的CPU时间片用完，CPU被y抢去。y也执行A，判断instance是否为null，为true，执行B，创建一个实例。
然后，x重新获得时间片，继续执行，由于x已经判断过instance，故直接执行B，再创建一个实例。
至此，线程x、y都创建了一个实例，这就违背了“单例“。
在高并发下，这种情况很容易发生，而且这只是其中一种情况。
3、解决“懒汉式”线程安全问题的三种方法
3.1 锁方法
public static synchronized Singleton newInstance() {
if (instance == null) {
instance = new Singleton();
}
return instance;
}
用synchronized同步锁将方法锁住，这样一次就只能有一个线程进入方法。
3.2 锁代码块
public static Singleton newInstance() {
synchronized (Singleton.class) {
if (instance == null) {
-------------A
instance = new Singleton();-----B
}
}
return instance;
}
因为可能存在线程安全问题的代码是A，故用同步锁将其锁住，原理与“锁方法”相同。
3.3 DCL
public static Singleton newInstance() {
if (instance == null) {
--------------------A
synchronized (Singleton.class) {
-------B
if (instance == null) {
------------C
instance = new Singleton();
}
}
}
return instance;---------------------------D
}
“懒汉式”存在线程安全问题，根本原因就是未对实例存在进行二次判断，这种在两次判断之间介入同步锁（synchronized）进行限制的方法叫做“双重检查锁”（DCL，也称为“双重同步锁”或“双重检测机制”）。
过程推演：
假设有两个线程x、y同时调用newInstance()。
x先执行A，判断 instance 是否为null，为true，但还未进入B。可此时，x的CPU时间片用完，CPU被y抢去。y也执行A，判断instance是否为null，为true，进入B，判断instance为null后直接创建一个实例。
然后，x重新获得时间片，待y释放同步锁后进入B，判断instance是否为null，由于y已经创建实例，故instance存在，因此，x释放同步锁执行D返回instance，实例唯一。
注意：必须用同步锁将C锁住，不然与基础“懒汉式”别无二致，无意义。
PS：上面的过程推演只是其中一种情况，作为大家理解DCL的一个推演模板。
最后
本文中的所有例子，是为了阐述“单例模式”思想和如何解决“单例模式”存在的线程安全问题，以及方便大家理解而简单举出的，不一定有实用性，仅是抛砖引玉。
本文完结。
