摘要：雙重檢查鎖單例模式懶漢單例模式中，我們并不需要整個(gè)方法都是同步的，我們只需要確保再創(chuàng)建的時(shí)候，進(jìn)行同步即可。單例模式的缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)在開(kāi)頭已經(jīng)說(shuō)明了，單例模式的缺點(diǎn)在于它一般沒(méi)有接口，擴(kuò)展困難，基本上修改源代碼是擴(kuò)展單例模式的唯一方法。

確保某一個(gè)類只有一個(gè)實(shí)例對(duì)象，并且該對(duì)象是自行實(shí)例化的，通過(guò)統(tǒng)一的接口向整個(gè)系統(tǒng)提供這個(gè)實(shí)例對(duì)象。

避免產(chǎn)生多個(gè)對(duì)象消耗過(guò)多的資源（比如該對(duì)象需要用到IO，Database等等），或者某個(gè)類的實(shí)例化對(duì)象應(yīng)該只有一個(gè)的情況。

因?yàn)閮?nèi)存中只有一個(gè)實(shí)例對(duì)象的存在，減少了內(nèi)存開(kāi)支，同時(shí)，如果該對(duì)象的產(chǎn)生需要較多資源的時(shí)候（內(nèi)部需要依賴其他對(duì)象...），我們可以采取只生成一個(gè)對(duì)象，然后讓這個(gè)對(duì)象永久駐留在內(nèi)存中的方式實(shí)現(xiàn)。

如果需要定義大量的靜態(tài)常量和靜態(tài)方法，也可以采用單例模式實(shí)現(xiàn)。

１．構(gòu)造函數(shù)不對(duì)外開(kāi)放，一般為private。

２．通過(guò)一個(gè)static方法或者枚舉返回給外部單例對(duì)象。

３．在多線程的條件下也能保證只有一個(gè)單例對(duì)象。

４．確保單例類對(duì)象再反序列化的時(shí)候不會(huì)創(chuàng)建新的對(duì)象。

public class Singleton {
    private static Singleton instance = new Singleton();

    private Singleton(){}

    public static Singleton getInstance(){
        return instance;
    }
}

優(yōu)點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，在類加載的時(shí)候完成了初始化工作，避免了多線程同步問(wèn)題。

缺點(diǎn)：沒(méi)有實(shí)現(xiàn)懶加載，如果這個(gè)單例對(duì)象沒(méi)有被使用過(guò)，但是對(duì)應(yīng)的類卻加載到內(nèi)存中的話，也會(huì)白白的占用不必要的內(nèi)存。

public class Singleton{
    private static Singleton instance = null;
    
    private Singleton(){}
    
    public static synchronized Singleton getInstance(){
        if(instance == null){
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    }
}

優(yōu)點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)了懶加載，在用到單例對(duì)象的時(shí)候再對(duì)其進(jìn)行初始化，一定程度上節(jié)約了資源。

缺點(diǎn)：getInstance掛了一把鎖，每次獲取這個(gè)單例對(duì)象都需要同步，不管是不是并發(fā)情況下，都會(huì)早成不必要的同步開(kāi)銷。

懶漢單例模式中，我們并不需要整個(gè)getInstance方法都是同步的，我們只需要確保再instance創(chuàng)建的時(shí)候，進(jìn)行同步即可。

public class Singleton{
    private static Singleton instance = null;
    
      private Singleton(){}
    
    public static Singleton getInstance(){
        if(instance == null){
            synchronized(Singleton.class){
                instance = new Singleton();
            }
        }
        return instance;
    }
}

優(yōu)點(diǎn)：線程安全，懶加載，執(zhí)行效率高，只有在instance為null的時(shí)候才會(huì)有同步開(kāi)銷。

缺點(diǎn)：

Double-Checked Lock看起來(lái)是非常完美的。但是根據(jù)Java的語(yǔ)言規(guī)范，上面的代碼并非絕對(duì)可靠。
出現(xiàn)上述問(wèn)題, 最重要的2個(gè)原因如下:
1, 編譯器優(yōu)化了程序指令, 以加快cpu處理速度.
  2, 多核cpu動(dòng)態(tài)調(diào)整指令順序，允許指令亂序執(zhí)行, 以加快并行運(yùn)算能力.
問(wèn)題出現(xiàn)的順序:
1, 線程A, 發(fā)現(xiàn)對(duì)象未實(shí)例化, 準(zhǔn)備開(kāi)始實(shí)例化
2, 由于編譯器優(yōu)化了程序指令, 允許對(duì)象在構(gòu)造函數(shù)未調(diào)用完前, 將共享變量的引用指向部分構(gòu)造的對(duì)象, 雖然對(duì)象未完全實(shí)例化, 但已經(jīng)不為null了.
3, 線程B, 發(fā)現(xiàn)部分構(gòu)造的對(duì)象已不是null, 則直接返回了該對(duì)象（此時(shí)它為null本應(yīng)該先創(chuàng)建再返回卻直接返回了）。

通俗來(lái)說(shuō)，如果線程A的指令發(fā)現(xiàn)instance為null，則會(huì)去執(zhí)行初始化的指令，初始化指令最終翻譯成匯編指令可能是如下三個(gè)部分：

①為內(nèi)存對(duì)象分配內(nèi)存
②構(gòu)造函數(shù)初始化成員字段
③將創(chuàng)建的對(duì)象指定到分配的內(nèi)存空間中

如果123順序執(zhí)行是沒(méi)有問(wèn)題的，但是可能存在132亂序執(zhí)行的情況，如果3執(zhí)行完成，CPU切換到了另一個(gè)線程，同樣執(zhí)行g(shù)etInstance方法去獲取單例對(duì)象，單例對(duì)象不為空，但是獲取到的對(duì)象確實(shí)不正確的。

這就是DCL失效問(wèn)題。

改進(jìn)的辦法是，為instance加上volatile修飾符，保證對(duì)其修改其它線程立即可見(jiàn)。

private volatile static Singleton instance = null;

雖然volatile又需要額外的性能開(kāi)銷，但是相比安全性，這個(gè)開(kāi)銷是值得的。

public class Singleton{
    private Singleton(){}
    
    public static Singleton getInstance(){
        return SingletonHolder.sInstance;
    }
    
    private static class SingletonHolder{
        private static final Singleton sInstance = new Singleton();
    }
}

根據(jù)類加載機(jī)制，對(duì)于內(nèi)部類而言，只有再需要的時(shí)候才會(huì)加載，也就是說(shuō)位于SingletonHolder中的sInstance只有在第一次調(diào)用到getInstance的時(shí)候，才會(huì)被創(chuàng)建，從而既實(shí)現(xiàn)了懶加載，也能夠確保線程安全（由JVM確保，在類加載的時(shí)候，只有一個(gè)線程會(huì)執(zhí)行類加載動(dòng)作，也就是創(chuàng)建單例對(duì)象只會(huì)由一個(gè)線程完成），推薦使用。

public class EnumSingleton{
    private EnumSingleton(){}
    public static EnumSingleton getInstance(){
        return Singleton.INSTANCE.getInstance();
    }
    
    private static enum Singleton{
        INSTANCE;
        private EnumSingleton singleton;
        // 在加載的時(shí)候進(jìn)行初始化，JVM保證該方法只會(huì)被調(diào)用一次。
        private Singleton(){
            singleton = new EnumSingleton();
        }
        public EnumSingleton getInstance(){
            return singleton;
        }
    }
}

枚舉類和普通類是一樣的，但是不同的是枚舉實(shí)例的創(chuàng)建默認(rèn)是線程安全的，并且在任何情況下都是只有一個(gè)實(shí)例對(duì)象存在，即便是序列化反序列化也是。

上面所有的單例模式，除了借助枚舉來(lái)實(shí)現(xiàn)外，都存在一個(gè)缺點(diǎn)，也就是第四個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，我們需要保證單例對(duì)象在序列化和反序列化中可以保證對(duì)象的一致性，也就是不能通過(guò)反序列化違反單例的系統(tǒng)中只存在一個(gè)唯一對(duì)象的規(guī)定。

當(dāng)然，這個(gè)情況的前提是，我們的單例類實(shí)現(xiàn)了序列化接口。

通過(guò)類的readResolve函數(shù)，開(kāi)發(fā)人員可以控制反序列化過(guò)程，杜絕在反序列化的時(shí)候生成新對(duì)象：

public final class Singleton implements Serializable{
    private static final long serialVersionUID = 0L;
    private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
    
    private Singleton(){}
    
    public static Singleton getInstance(){
        return INSTANCE;
    }
    
    private Object readResolve(){
        return INSTANCE;
    }
}

同樣的，該方法因?yàn)樾枰玫叫蛄谢?，自然是要符合序列化的要求，即?nèi)部字段也是要可序列化的。

我們將serialVersionUID置為fianl，是為了保證在修改了單例類的內(nèi)部情況的時(shí)候，反序列化也不會(huì)拋出InvalidClassException異常，只會(huì)將新修改的字段置為默認(rèn)值。

優(yōu)點(diǎn)在開(kāi)頭已經(jīng)說(shuō)明了，單例模式的缺點(diǎn)在于它一般沒(méi)有接口，擴(kuò)展困難，基本上修改源代碼是擴(kuò)展單例模式的唯一方法。再有，如果單例對(duì)象持有Context，很容易引發(fā)內(nèi)存泄露問(wèn)題，所以一般是用ApplicationContext。