单例模式目的是在一个进程中只有一个实例，具体实现是将构造方法私有化，在类的内部使用一个静态字段来引用唯一创建的实例

单例模式分为以下几种模式

饿汉式：

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

缺点：

单例对象的创建不是延迟加载

优点：

线程安全，不需要加锁

懒汉式

懒汉式为了支持延迟加载，将对象的创建延迟到了获得对象的时候。但是为了线程安全不得不为了获取对象的操作加锁，这降低了性能。并且这个锁只有第一次创建对象时候有用，之后就是累赘

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

优点

创建对象的过程是线程安全的，并且支持延迟加载

缺点

加锁影响了性能

双重检测

双重检测解决了懒汉式和饿汉式的缺点，就是将原有的锁住整个方法改成synchronized代码块，同时使用volatile来禁止重排序，保证了多线程下的线程安全

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public class Singleton { 
  private volatile static Singleton instance;
  
  private Singleton () {}
  
  public static Singleton getInstance() {
    if (instance == null) {
      synchronized(Singleton.class) { 
        if (instance == null) {       // 这里的检测避免多线程并发时多次创建对象
          instance = new Singleton();
        }
      }
    }
    return instance;
  }
}

如果不加volatile的话，在第二个判空的位置可能有问题

因为在instance不为空时候，可能此时这个对象还没有完成初始化

创建对象这个过程，大致可以分为三步

1、分配对象的内存空间

2、初始化对象

3、设置instance指向刚分配的内存地址

第二步和第三步可能会发生重排序，但是单线程会遵循intra-thread semantics 即保证重排序不会改变单线程的程序执行结果。但是在多线程的情况下，另一个线程可能看到一个未初始化的对象，这时候直接返回会出错。

当变量声明为volatile后，多线程环境中的第二步和第三步重排序会被禁止。

优缺点

优点

  • 保证一个类只有一个实例
  • 获得了一个指向该实例的全局访问节点
  • 仅在首次请求单例对象时候完成初始化

缺点

  • 违反了单一职责原则,同时解决了两个问题
  • 多线程环境需要额外处理
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