写一个项目中使用的单例模式

分析&回答

单例模式虽然比较多，但是项目中一般使用饿汉、双重校验锁两种方式。

饿汉模式

public class Singleton {
    private static Singleton instance = new Singleton();

    private Singleton() {
    }

    public static Singleton getInstance() {
        return instance;
    }
}

双重校验锁模式
public class Singleton {
    private volatile static Singleton singleton;

    private Singleton() {
    }

    public static Singleton getSingleton() {
        if (singleton == null) {
            synchronized (Singleton.class) {      //1
                if (singleton == null) {          //2
                    singleton = new Singleton();  //3
                }
            }
        }
        return singleton;
    }
}  

反思&扩展

为什么要用volatile?

如果不用volatile，则因为内存模型允许所谓的“无序写入”，可能导致失败。——某个线程可能会获得一个未完全初始化的实例。

考察上述代码中的 //3 行。此行代码创建了一个 Singleton 对象并初始化变量 instance 来引用此对象。这行代码的问题是：在Singleton 构造函数体执行之前，变量instance 可能成为非 null 的！

什么？这一说法可能让您始料未及，但事实确实如此。

在解释这个现象如何发生前，请先暂时接受这一事实，我们先来考察一下双重检查锁定是如何被破坏的。假设上述代码执行以下事件序列：

1. 线程 1 进入 getInstance() 方法。
2. 由于 instance 为 null，线程 1 在 //1 处进入synchronized 块。
3. 线程 1 前进到 //3 处，但在构造函数执行之前，使实例成为非null。
4. 线程 1 被线程 2 预占。
5. 线程 2 检查实例是否为 null。因为实例不为 null，线程 2 将instance 引用返回，返回一个构造完整但部分初始化了的Singleton 对象。
6. 线程 2 被线程 1 预占。
7. 线程 1 通过运行 Singleton 对象的构造函数并将引用返回给它，来完成对该对象的初始化。

加上volatile的作用主要是防止指令重排，主要是说，无论什么情况，对于volatile变量的写操作必须在完成后才能读取，所以不会出现未完成构造就读取的情况。