设计模式学习之单例模式

单例(Singleton)模式，这是开发中使用最多的设计模式之一。需要注意的是，此处所说的单例，有区别于Spring中的单例。虽然同是为了节省空间和时间，但是Spring中的单例是Spring自身的一个优化设计，保证在相同的上下文中是单例，而在不同的上下文中就是多例了。所以，Spring中的单例并不要求类的构造方法是私有的。而下面要讲的单例模式，能保证在应用中是一个实例。这里不打算介绍懒汉和饥饿，只介绍double-checked locking设计实现的单例模式：

public class SingletonClass { 

  private static SingletonClass instance = null; 

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

  private SingletonClass() { 

  } 

}

在上面的例子中，使用了synchronized关键字，大部分情况是可以的。但是如果要精益求精的话，考虑到java创建对象的过程，先到的线程申请一块内存，调用构造方法进行初始化操作，后到的线程则是分配一个指针指向这块内存。而JVM规范并没有规定后到线程的操作必须到在初始化完成之后进行。那么就存在这么一种情况，JVM先处理先到的线程，开辟出一块内存，然后处理后到的线程，把指针指向这块内存，最后又回去处理先到的线程，调用构造方法进行初始化。这时候，后到的这个线程就获取到null。当然，这种情况确实很少，不过我们可以使用vilatile关键字解决问题。

public class SingletonClass { 

  private volatile static SingletonClass instance = null; 

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

  private SingletonClass() { 

  } 
    
}

vilatile关键字的定义是“被volatile修饰的写变量不能和之前的读写代码调整，读变量不能和之后的读写代码调整”，上面这种情况，保证了线程的处理顺序。

说明：vilatile关键字保证了被修饰对象的可见性和原子性；synchronized关键字保证的是代码块的原子性和可见性。