写一个singleton 写一个安全的Java单例

单例模式可能是我们平常工作中最常用的一种设计模式了。单例模式解决的问题也很常见，即如何创建一个唯一的对象。但想安全的创建它其实并不容易，还需要一些思考和对JVM的了解。

1.首先，课本上告诉我，单例这么写

这段代码最大的问题就是它并不是线程安全的。即在多线程情况下可能new 出多个对象。试想有两个线程同时执行到了第9行，由于没有锁机制，那么两个线程都会进入，就会new出多个对象。写一个singleton

我用上面代码来演示 第一种单例写法的结果。最后会调用Object的toString方法来打印Singleton对象的hashcode

结果如下

可以看出，单例代码1确实会存在new 出多个对象的情况。

将单例代码1的getInstance方法 改成如下，对getInstance方法加synchronized 关键字

下面是5次测试结果

可以确定synchronized确实起了作用。这么做是可以work的，执行结果也没有什么错误。但它有一个最大问题是效率问题。每个线程调用getInstance方法是都要去判断是否有其他线程在执行这个方法，即使instance已经存在也需要去判断是否有线程在方法里面。如果有，就要在外边等。而实际上只需要在new 对象之前等就可以了。根据这个就有了下面的方法：双重检查锁

来分析一下，假设两个线程到达getInstance方法，线程1先获得了锁，进入初始化方法。线程2因未获得锁在外边等待，线程1出去后，线程2进入同步块，instance不是null，return，完美。

但是结果可能并不是这样，因为 对象的new操作并不是 原子 的。JVM new 对象的过程大致如下

1.在堆上分配一块内存空间 2.实例化类放入1分配的内存空间 3.把引用赋给instance

如果按照123的顺序，上面那段代码就没有问题。但JVM中存在指令重排，即编译器对代码进行优化，改变不相互依赖的代码的执行顺序。上述1,2,3中第三步并不依赖于第二步，即可能存在132这样的顺序。

那么这种顺序下，线程1执行到3。线程2进入方法，此时由于instance已被赋值，所以不为null。直接return，此时return的对象是不正确的，因为线程1还没有将对象完全初始化完。

（很抱歉，在我的环境下并没有重现这种问题，如果有其他的可以测试出这种问题的方法，望不吝赐教。）

解决办法是将instance字段改成

private volatile static Singleton instance;

volatile 关键字会禁止指令重排序，从而保证了单例正确性。

下面的方法也可以实现单例，因为SINGLETON为static的所以在类加载时就会初始化，final保证了只会赋一遍值。项目较小时可以用，很方便，类很多的时候如果都上来就加载可能就很浪费资源了。

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