文章轉載自：http://www.jcodecraeer.com/a/chengxusheji/java/2016/0326/4086.html
原文出處：http://www.tekbroaden.com/singleton-java.html
單例模式可能是代碼最少的模式了，但是少不一定意味着簡單，想要用好、用對單例模式，還真得費一番腦筋。本文對Java中常見的單例模式寫法做了一個總結，如有錯漏之處，懇請讀者指正。
餓漢法
顧名思義，餓漢法就是在第一次引用該類的時候就創建對象實例，而不管實際是否需要創建。代碼如下：
public class Singleton {
private static Singleton = new Singleton();
private Singleton() {}
public static getSignleton(){
return singleton();
}
}這樣做的好處是編寫簡單，但是無法做到延遲創建對象。但是我們很多時候都希望對象可以儘可能地延遲加載，從而減小負載，所以就需要下面的懶漢法：
單線程寫法
這種寫法是最簡單的，由私有構造器和一個公有靜態工廠方法構成，在工廠方法中對singleton進行null判斷，如果是null就new一個出來，最後返回singleton對象。這種方法可以實現延時加載，但是有一個致命弱點：線程不安全。如果有兩條線程同時調用getSingleton()方法，就有很大可能導致重複創建對象。
public class Singleton {
private static Singleton singleton = null;
private Singleton(){}
public static Singleton getSingleton() {
if(singleton == null) singleton = new Singleton();
return singleton;
}
}考慮線程安全的寫法
這種寫法考慮了線程安全，將對singleton的null判斷以及new的部分使用synchronized進行加鎖。同時，對singleton對象使用volatile關鍵字進行限制，保證其對所有線程的可見性，並且禁止對其進行指令重排序優化。如此即可從語義上保證這種單例模式寫法是線程安全的。注意，這裏說的是語義上，實際使用中還是存在小坑的，會在後文寫到。
public class Singleton {
private static volatile Singleton singleton = null;
private Singleton(){}
public static Singleton getSingleton(){
synchronized (Singleton.class){
if(singleton == null){
singleton = new Singleton();
}
}
return singleton;
}
}兼顧線程安全和效率的寫法
雖然上面這種寫法是可以正確運行的，但是其效率低下，還是無法實際應用。因爲每次調用getSingleton()方法，都必須在synchronized這裏進行排隊，而真正遇到需要new的情況是非常少的。所以，就誕生了第三種寫法：
public class Singleton {
private static volatile Singleton singleton = null;
private Singleton(){}
public static Singleton getSingleton(){
if(singleton == null){
synchronized (Singleton.class){
if(singleton == null){
singleton = new Singleton();
}
}
}
return singleton;
}
}這種寫法被稱爲“雙重檢查鎖”，顧名思義，就是在getSingleton()方法中，進行兩次null檢查。看似多此一舉，但實際上卻極大提升了併發度，進而提升了性能。爲什麼可以提高併發度呢？就像上文說的，在單例中new的情況非常少，絕大多數都是可以並行的讀操作。因此在加鎖前多進行一次null檢查就可以減少絕大多數的加鎖操作，執行效率提高的目的也就達到了。
坑
那麼，這種寫法是不是絕對安全呢？前面說了，從語義角度來看，並沒有什麼問題。但是其實還是有坑。說這個坑之前我們要先來看看volatile這個關鍵字。其實這個關鍵字有兩層語義。第一層語義相信大家都比較熟悉，就是可見性。可見性指的是在一個線程中對該變量的修改會馬上由工作內存（Work Memory）寫回主內存（Main Memory），所以會馬上反應在其它線程的讀取操作中。順便一提，工作內存和主內存可以近似理解爲實際電腦中的高速緩存和主存，工作內存是線程獨享的，主存是線程共享的。volatile的第二層語義是禁止指令重排序優化。大家知道我們寫的代碼（尤其是多線程代碼），由於編譯器優化，在實際執行的時候可能與我們編寫的順序不同。編譯器只保證程序執行結果與源代碼相同，卻不保證實際指令的順序與源代碼相同。這在單線程看起來沒什麼問題，然而一旦引入多線程，這種亂序就可能導致嚴重問題。volatile關鍵字就可以從語義上解決這個問題。
注意，前面反覆提到“從語義上講是沒有問題的”，但是很不幸，禁止指令重排優化這條語義直到jdk1.5以後才能正確工作。此前的JDK中即使將變量聲明爲volatile也無法完全避免重排序所導致的問題。所以，在jdk1.5版本前，雙重檢查鎖形式的單例模式是無法保證線程安全的。
靜態內部類法
那麼，有沒有一種延時加載，並且能保證線程安全的簡單寫法呢？我們可以把Singleton實例放到一個靜態內部類中，這樣就避免了靜態實例在Singleton類加載的時候就創建對象，並且由於靜態內部類只會被加載一次，所以這種寫法也是線程安全的：
public class Singleton {
private static class Holder {
private static Singleton singleton = new Singleton();
}
private Singleton(){}
public static Singleton getSingleton(){
return Holder.singleton;
}
}但是，上面提到的所有實現方式都有兩個共同的缺點：
-
都需要額外的工作(Serializable、transient、readResolve())來實現序列化，否則每次反序列化一個序列化的對象實例時都會創建一個新的實例。
-
可能會有人使用反射強行調用我們的私有構造器（如果要避免這種情況，可以修改構造器，讓它在創建第二個實例的時候拋異常）。
枚舉寫法
當然，還有一種更加優雅的方法來實現單例模式，那就是枚舉寫法：
public enum Singleton {
INSTANCE;
private String name;
public String getName(){
return name;
}
public void setName(String name){
this.name = name;
}
}使用枚舉除了線程安全和防止反射強行調用構造器之外，還提供了自動序列化機制，防止反序列化的時候創建新的對象。因此，推薦儘可能地使用枚舉來實現單例。
參考資料
《Effective Java（第二版）》
《深入理解Java虛擬機——JVM高級特性與最佳實踐（第二版）》
