Java中的单例模式

前言

　　Double-Check虽然是一种巧妙的程序设计方式，但是有可能会抛出空指针的异常，这一切均是由于JVM在运行时指令重排序所导致的，而volatile关键字则可以防止这种重排序的发生。满足多线程程序下的单例、懒加载以及获取实例的高效性。可以这样实现：

private volatile static Singleton instance = null;

　　volatile以后研究，这里不搞了。

Holder方式

　　Holder方式完全是借助了类加载的特点。先看看怎样去写，然后简单总结下好处。

public class Singleton {

    // 实例变量
    private byte[] data = new byte[1024];
    
    private Singleton() {
        
    }
    
    // 静态内部类中持有Singleton的实例，并且可直接被初始化
    private static class Holder {
        private static Singleton instance = new Singleton();
    }
    
    // 调用getInstance方法，实际上是获得Holder的instance静态属性
    public static Singleton getInstance() {
        return Holder.instance;
    }
}

　　在Singleton类中并没有instance的静态成员，而是将其放到了静态的内部类Holder之中，所以Singleton类的初始化过程中并不会创建Singleton实例。在Holder类中定义了Singleton的静态变量，并且直接进行了初始化，当Holder被主动引用的时候则会创建Singleton的实例，Singleton实例的创建过程在Java程序编译时期收集至<clinit>()方法中，这个方法又是同步方法，同步方法保证了内存的可见性、JVM指令的顺序性和原子性。Holder方式是目前使用比较广泛的设计之一。

　　关于类的主动引用和被动引用，类的初始化过程后面会专门来研究，这里不介绍。

枚举方式

　　首先，关于枚举有几点需要事先声明。

1. 枚举类型不允许被继承
2. 线程安全且只能被实例化一次
3. 枚举类型不能被懒加载

public enum SingletonEnum {
    
    INSTANCE;
    
    // 实例变量
    private byte[] data = new byte[1024];

    SingletonEnum() {
        System.out.println("new SingletonEnum()");
    }
    
    public static void method() {
        // 调用这个方法则会主动使用SingletonEnum，INSTANCE将会被实例化
    }
    
    public static SingletonEnum getInstance() {
        return INSTANCE;
    }
}

枚举方式改造+懒加载

public class Singleton {

    // 实例变量
    private byte[] data = new byte[1024];

    private Singleton() {

    }

    // 使用枚举充当holder
    private enum EnumHolder {
        
        INSTANCE;
        
        private Singleton instance;
        
        EnumHolder() {
            this.instance = new Singleton();
        }
        
        private Singleton getSingleton() {
            return instance;
        }
    }

    public static Singleton getInstance() {
        return EnumHolder.INSTANCE.getSingleton();
    }

}

总结

1. 控制资源的使用，通过线程同步来控制资源的并发访问
2. 控制实例的产生，以达到节约资源的目的
3. 在单例类中定义一些全局变量，多线程可以同时访问此全局变量，达到数据共享的目的。