單例模式是23種設計模式中比較簡單的模式之一，本博客較為詳細的梳理了該設計模式，并實現該模式。

問題由來 : 我們為什么需要單例模式?

在許多時候，一個系統只需要一個全局對象，這樣有利于我們協調系統的整體行為。比如在某個服務器程序中，該服務器的配置信息存放在一個文件中，這些配置數據由一個單例對象統一讀取，然后服務進程中的其他對象再通過這個單例對象獲取這些配置信息。這樣做可以簡化對系統的管理，并且可以避免出現不一致的狀況。

如何解決 : 單例模式的概念

在Java中，單例模式就是確保一個類中只有一個實例，并且它可以提供一個全局的訪問點以訪問該實例。它可以為整個系統提供一個全局訪問點，避免了（不必要的）頻繁的創建與銷毀對象，可以提高系統性能，節省資源，并且便于整體把控系統。

概念模型 : 在java中建立單例模式的模型

在Java中，萬物皆對象，那么，如何將單例模式的概念抽象為Java中的對象呢?

將單例模式看作一類對象，則這類對象需要有三大要素:

• 指向自己（唯一）實例的私有靜態引用 ：因為只有一個唯一的實例，所以用靜態引用
• 私有的構造方法 ： 避免外部創建實例對象
• 公有的以自己（唯一）實例為返回值的靜態方法：提供一個訪問該實例的方法

類的實現 ：

單例模式的實現有兩種比較經典的實現方法

餓漢模式（立即加載模式）：在加載該類的時候就實例化對象

懶漢模式（延遲加載模式）：在真正使用的時候才實例化對象

單線程實現 ：

餓漢模式 ：

class Hunger_Thread{// 指向自己實例的私有靜態引用,// 在類加載時便new了一個對象(類只會加載一次,所以只會new一個對象)private static Hunger_Thread hunger = new Hunger_Thread();// 私有構造方法private Hunger_Thread(){};// 以自己實例為返回值的靜態公有方法public static Hunger_Thread getHunger(){return hunger;}}

懶漢模式 ：

class Lazy_Thread{// 指向自己實例的私有靜態引用private static Lazy_Thread lazy;// 私有構造方法private Lazy_Thread(){}// 以自己實例為返回的靜態公有方法public static Lazy_Thread getLazy(){if(lazy==null){lazy = new Lazy_Thread();}return lazy;} }

多線程實現 ：

多線程需要考慮線程安全問題 ，由于餓漢模式（不管是單線程還是多線程）只會在類加載時new對象，由于一個類在整個生命周期中只會被加載一次，因此該單例類只會創建一個實例，故它是線程安全的。

但懶漢模式會出現線程不安全的例子 ：（就拿單線程的懶漢代碼為例）

假設有線程 t1，t2，這兩個線程都調用了getLazy()方法（lazy==null，t1先執行），t1執行到 if(lazy==null){...}（剛判斷完，還未創建實例）時，時間片用完了，此時該t2執行，t2完整的執行了該方法（已經創建了實例），又該t1執行了，此時它并不知道已經創建了實例，所以還會創建一個，這就與該模式的設計理念不符，也就是線程不安全。

解決方法也很簡單，加鎖就可以了

class Lazy_Thread{// 指向自己實例的私有靜態引用private static Lazy_Thread lazy;// 私有構造方法private Lazy_Thread(){}// 以自己實例為返回的靜態公有方法public static synchronized Lazy_Thread getLazy(){if(lazy==null){lazy = new Lazy_Thread();}return lazy;} }

這樣可以解決線程安全問題，但是效率低下，鎖的粒度太大。下面的代碼段與上面的相比沒什么效率的提升。

class Lazy_Thread{// 指向自己實例的私有靜態引用private static Lazy_Thread lazy;// 私有構造方法private Lazy_Thread(){}// 以自己實例為返回的靜態公有方法public static Lazy_Thread getLazy(){synchronized (Lazy_Thread.class){if(lazy==null){lazy = new Lazy_Thread();}}return lazy;} }

一般，我們會使用雙重檢查來實現線程安全，這是一種比較高效的做法。

class Lazy_Thread{// 要用 volatile 修飾，防止指令重排序private static volatile Lazy_Thread lazy;private Lazy_Thread(){}// 雙重檢查實現線程安全public static Lazy_Thread getLazy(){if(lazy==null){// 只有第一次創建實例時才加鎖synchronized (Lazy_Thread.class){if(lazy==null){lazy = new Lazy_Thread();}}}return lazy;} }

為什么要用 volatile 修飾 lazy ？

?new AnyClass();是一個非原子操作 ，大致會分為這三步

分配對象的內存空間

初始化對象

將該對象的引用指向（第一步）分配好的內存空間

如果發生了指令重排序，則有可能把步驟3放在步驟2之前執行（lazy不為null，但是它沒有初始化，它就是一個殘缺的對象）。

假設線程t1在執行new的時候發生了指令重排序，new的步驟變成了1，3，2，而t1在執行完3后時間片剛好用完（此時 lazy 就是一個殘缺的對象）這時，t2進入線程，判斷 lazy != null 之間返回的殘缺的對象，這也是線程不安全的！

總結

以上是生活随笔為你收集整理的多线程--单例模式的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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