简介
Singleton 模式是一种设计模式，用于确保一个类只有一个实例。双重检查锁定是一种实现 Singleton 模式的常用技术，它利用了 Java 中的内存模型特性来提高性能和线程安全性。
实现
双重检查锁定的实现如下：
public class Singleton {
private static volatile Singleton instance;
private Singleton() {
}
public static Singleton getInstance() {
if (instance == null) {
synchronized (Singleton.class) {
if (instance == null) {
instance = new Singleton();
}
}
}
return instance;
}
}
工作原理
双重检查锁定利用了 Java 内存模型中的两个特性：
- 原子性：对
volatile字段的读写是原子的，这意味着它们不会被线程中断。 - 可见性：对
volatile字段的修改会立即对所有线程可见。
在 getInstance() 方法中，首先检查 instance 字段是否为 null。如果不是，则直接返回该实例。
如果 instance 为 null，则进入同步块。同步块确保只有单个线程可以同时访问此代码块。在同步块内，再次检查 instance 是否为 null。如果仍然为 null，则创建一个新的实例并将其分配给 instance 字段。
使用 volatile 关键字修饰 instance 字段非常重要。这确保了 instance 字段的修改对所有线程都是立即可见的。如果没有 volatile 关键字，则其他线程可能无法看到对 instance 的修改，从而导致多个实例的创建。
优点
- 延迟加载：Singleton 实例仅在需要时才创建，这可以节省内存和性能。
- 线程安全：同步块确保只有一个线程可以同时创建 Singleton 实例，从而保证了线程安全性。
- 性能优化：与使用静态初始化器相比，双重检查锁定可以减少同步开销，从而提高性能。
缺点
- 复杂性：双重检查锁定的实现比使用静态初始化器更复杂。
- 潜在的性能问题：如果多个线程同时访问
getInstance()方法，则可能导致过多的同步开销，从而影响性能。
最佳实践
- 仅在确实需要 Singleton 模式时才使用它。
- 优先考虑使用枚举来实现 Singleton，因为它更简单、更安全。
- 如果使用双重检查锁定，请确保
instance字段是volatile的。 - 考虑使用静态内部类来实现 Singleton，它可以提供类似的优点，但更简单。
替代方案
除了双重检查锁定之外，还有其他实现 Singleton 模式的技术，包括：
- 静态初始化器：这是最简单的实现，但它不是线程安全的。
- 枚举：枚举是实现 Singleton 的一种简单且线程安全的方法。
- 静态内部类：这是一种线程安全且延迟加载的实现。
总结
双重检查锁定是一种实现 Singleton 模式的常用技术，它提供了延迟加载、线程安全性和良好的性能。但是，它比其他技术更复杂，并且在高并发场景中可能会遇到性能问题。在选择 Singleton 实现时，应根据具体需求权衡优点和缺点。
