Java中的四种单例模式

单例模式是最容易理解的设计模式之一，介绍Java中单例模式的四种写法。

1.基本单例模式

public class Singleton{
    private static Singleton instance=new Singleton();
    private Singleton(){}
    pulic static Singleton getInstance(){
        return instance;
    }
}

特点：饿汉式会提前进行实例化，没有延迟加载，不管是否使用都会有一个已经初始化的实例在内存中，但不会出现懒汉式中的多线程问题。

2.延迟加载单例模式

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

特点：实现了延迟加载，但在多线程情况下可能会出现问题，不能保证线程安全。

3.线程安全的延迟加载单例模式

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

特点：实现了线程安全，但是由于synchronized限制了整个getInstance方法，而我们只是希望在new Singleton()时进行加锁，因此这种写法会导致效率不高。于是有人提出以下写法：

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

思路是只需同步初始化那部分代码，这就是所谓的双检锁机制，很可惜这种写法在很多平台和优化编译器中无法编译通过，原因在于，instance=new Singleton()这行代码在不同的编译器中的行为是无法预知的，很有可能出现以下初始化情况：

变量初始化通过两个步骤实现：1.给变量分配内存空间；2.调用构造函数来初始化成员变量。

假设线程A和B都在调用getInstance，线程A先进入，在执行完1步骤后被踢出了CPU，然后线程B进入，B看到的instance已经不是null了(内存已经分配)，于是它开始放心大胆的使用instance，但这个是错误的，因为instance的成员变量还都是缺省值，A还没来得及调用构造方法来完成instance的初始化。

4.静态内部类的单例模式

public class Singleton{
    private Singleton(){}
    private static class Inner{
        private static Singleton instanceHolder=new Singleton();
    }
    public static Singleton getInstacen(){
        return Inner.instanceHolder;
    }
}

由于内部类在编译完成后也是一个单独的class文件，因此在不使用的情况下Inner类是不会被加载的。同时，JVM保证在类加载的过程中static代码块在多线程或者单线程下都正确执行，且仅执行一次。解决了延迟加载以及线程安全的问题。