多种单例模式实现方法详解——java代码

单例模式大致可以归纳为以下集中实现方式：简单懒汉模式、简单饿汉模式、同步懒汉模式、双重检验懒汉模式、静态内部类懒汉模式、枚举模式；

以上各个单例之间的关系可以归纳如下，我们假设getInstance()方法为获得实例的接口：

简单懒汉模式是很多初学者最快会想到的办法。

简单懒汉模式代码：

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

简单懒汉模式存在问题：假设以下情况，线程A、B同时调用getInstance()，且同时到达if (instance == null)，则此时两个线程都可以进入该if语句的代码，则会产生两个实例（假设先到的线程是A，A产生了一个实例放在instance中，然后返回，随后B也产生了一个实例放在instance中，把A产生的实例覆盖掉了，然后返回，则AB两个线程拿到了两个不同的实例），因此存在同步问题。

有两个方向可解决该问题，改进懒汉模式或直接使用饿汉模式：

简单懒汉模式—（解决同步问题）—>同步懒汉模式

同步懒汉模式代码：

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

没错就是加了一个syn关键字，变成了同步的方法，同步懒汉模式存在的问题：假定以下情况，当instance为空时，线程A、B同时调用getInstance()，为避免产生两个实例，此时同步是需要的，但是当instance已经存在，A、B两个线程同时调用getInstance()时，必须等其中一个线程调用完，第二个线程才能调用，此时这个同步是不需要的，因为instance存在的情况下，if (instance == null)当中的代码将不会执行，即不会出现同步问题，A和B线程可以同时调用getInstance，但是因为syn无法同时调用，严重影响效率；

简单懒汉模式—（解决同步问题）—>简单饿汉模式

简单饿汉模式代码：

public class SingleInstance {    private static SingleInstance instance = new SingleInstance();    private SingleInstance() {}    public static synchronized SingleInstance getInstance() {        return instance;    }}

简单饿汉模式：在类加载的时候就会初始化需要的实例，避免了同步问题，同时保证了有且只有一个实例，但是类的加载完成到类真正的被使用还有一段时间，理论上这段时间内，instance存不存在无所谓，因为不会被调用，而在饿汉模式中instance自类被加载就会一直存在，在内存中占据位置，会影响效率（实际开发中如果需要的实例不是特别巨大的话，这种方式是一个可行的方式）；

同步懒汉模式—（解决效率问题）—>双重检验懒汉模式

双重检验懒汉模式代码如下：

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

双重检验懒汉模式解决了效率问题，当instance不存在时，假设A、B同时调用getInstance()，会发生阻塞，先调用同步块中的内容的线程会生产一个实例，后调用同步块中的内容的线程在同步块中因为第二个 if (instance == null)不符合转了个圈就走了，当instance存在时，因为第一个 if (instance == null)不符合，因此不会进入同步块，也就不会有阻塞的问题，这个逻辑之下，第一次新建instance时可能会阻塞，随后调用的时候都不会阻塞，同时兼顾了同步和效率问题。可能存在的问题即JVM对代码重排序，这一点我们暂且不表。

简单饿汉模式—（解决存储效率问题）—>静态内部类饿汉模式

静态内部饿汉模式如下：

public class SingleInstance {    private static class Instance{        private static SingleInstance instance = new SingleInstance();    }    private SingleInstance() {}    public static SingleInstance getInstance() {        return Instance.instance;    }}

静态内部类饿汉模式利用静态内部类的特点——当被使用是，才会被加载、初始化，成功的在getInstance()第一次被调用时加载Instance并初始化instance，解决了过早产生instance影响存储效率的问题，同时因为instance是静态变量，不会有第二个产生，保证了是单例模式。该方法可能有的问题和以上所有方法实现单例子是一样的，即可能通过反射来破解单例的限制，为了保证不被反射攻击，在相关书籍中出现了基于枚举的单例，因对基于枚举的单例不太熟悉，回头再补。

所以总结一下，各个实现单例的方式之间有如下关系：

简单懒汉模式—（解决同步问题）—>同步懒汉模式—（解决效率问题）—>双重检验懒汉模式

—（解决同步问题，或者说用饿汉模式就不存在同步问题，其实和懒汉模式并没有什么先后关系）—>简单饿汉模式—（解决存储效率问题）—>静态内部类饿汉模式

—（解决反射问题）—>基于枚举单例