11-并发下的单例

单例

我们都知道面向对象程序设计中，最让人着迷和惊叹的就是设计模式了，在学习Java中最常用的就是单例模式了。那么什么是单例模式呢？所谓单例模式就是我们一个对象只能有一个实例。这么说不是很确切的话还可以这么说，我们经常在windows下可以看到一个应用只能打开一个，再次打开的时候不会产生新的进程。或者大家都喜欢玩游戏，很多游戏都不能双开的，这其中的原理就是单例模式。

用了这么多语言解决单例模式，那么怎么样实现单例模式呢？下面是一个简单的例子。

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

我们来分析一下这个单例模式，先建立了一个私有的默认构造方法，这就保证了在这个类的外部是无法new出这个类的实例的，之后我们在这个类中new出这个类的实例，用一个静态方法去返回这个例子。这样我们只有调用getInstance这个方法的时候，才能new出实例。那么这个单例是否有缺陷呢？当然是有的，我们使用了静态的变量区new，这就导致了在类加载的时候实例已经被new了，只是我们不能获得而已。那么我们接下来就改进一下这个单例模式。

public class Main {
    private Main(){}
    static class T{
        static Main instance=new Main();
    }
    static Main getInstance(){
        return T.instance;
    }
}

这个是改进好的代码，这个单例模式中，我们使用了一个静态内部类，但是不会再类加载的时候加载，只是在调用内部类的时候加载，也就是说，这个方式可以延迟类的加载，有的时候回带来一定的好处，不过就是比较麻烦，在对空间没有太大要求的时候，就可以不用这种方式。

并发下的单例

然而不管是第一种单例还是第二种单例，都是含有缺陷的，在单进程中，这个缺陷是不存在的，但是在高并发下就会出现。因为高并发的时候回存在两个线程同时调用一个方法，这个时候单例就不在单例了，会产生一个以上的实例。对于这个问题，单例模式就要改进一下了。

首先我们先看两个关键字：

1. synchronized
2. volatile

对于这两个关键字，看过前面内容的人应该很明白，是什么了吧？

• synchronized：同步锁，用来解决线程之间同步的问题，他会给线程正在访问的资源加锁使线程更加安全。
• volatile：这个可以说是一个轻量的锁的实现，但是本质不是锁，不过他有一个作用是使指令不重排序，也就是按照要求一步一步执行应该执行的指令。为什么要禁止指令重排序呢？在Java程序中我们new一个实例的时候，也许只是一句话，但是在CPU中执行的时候确实很多步骤，所以多线程并发先，就会造成new出对象的不完整性。

这两个关键字很关键哦
下面我们来写一个实例：

class A{
    private static volatile A instance;
    private static ReentrantLock lock=new ReentrantLock();
    private A(){
        System.out.println("Hello");
    }
    public static Singleton getInstance(){
        if(instance==null){
            synchronized (A.class){
                if(instance==null){
                    instance=new A();
                }
            }
        }
        return null;
    }
}

然后我们去使用多线程执行他：

public class Singleton  extends Thread{
    public void run(){
        super.run();
        System.out.println("MyThread");
        A.getInstance();
    }
    public static void main(String[] args){
        Singleton s1=new Singleton();
        Singleton s2=new Singleton();
        Singleton s3=new Singleton();
        s1.start();
        s2.start();
        s3.start();
    }
}

最后出现的结果就是在控制台只会输出一个hello，这就是唯一的一个实例。