如何写线程安全的单例模式

前几天面试要写一个单例模式，我想这还不简单，唰唰几下后面试官又抛出了问题：如何应对多线程并行使用的情况？oshit……之前写单例都没有特别考虑过线程安全的问题，当时我是在获取实例变量的方法改成了同步方法，面试官说这样并不高效，同步操作只会在第一次调用时才被需要。当时有点懵了，不知道怎么搞了，后来写了个饿汉式的单例模式给他……面试官也没深究下去，囧。

所以回来后查读了一些博文，觉的还是有必要对单例模式的写法做个总结，特别是如何写个线程安全的单例模式。

懒汉式-线程不安全

public class Singleton {
    private static Singleton instance;
    private Singleton (){}

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

这段代码很简单，也使用了懒加载。但当有多个线程并行调用 getInstance() 的时候，就会创建多个实例，显然不符合单例，这也是我当时面试时写的= =。当然如果项目中不需要针对多线程的情况时，这种写法都是适用的。

懒汉式-线程安全

主要就是把 getInstance() 方法设为同步（synchronized）。

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

虽然做到了线程安全，并且解决了多实例的问题，但是它并不高效。因为在任何时候只能有一个线程调用 getInstance() 方法。但是同步操作只需要在第一次调用时才被需要，即第一次创建单例实例对象时。

饿汉式-线程安全

public class Singleton{
    //类加载时就初始化
    private static final Singleton instance = new Singleton();

    private Singleton(){}

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

因为单例的实例被声明成 static 和 final 变量了，在第一次加载类到内存中时就会初始化，所以创建实例本身是线程安全的。

缺点是它不是一种懒加载模式，单例会在加载类后一开始就被初始化，即使客户端没有调用 getInstance()方法。饿汉式的创建方式在一些场景中将无法使用：譬如 Singleton 实例的创建是依赖参数或者配置文件的，在 getInstance() 之前必须调用某个方法设置参数给它，那样这种单例写法就无法使用了。

静态内部类

public class Singleton {
    private static class SingletonHolder {
        private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
    }
    private Singleton (){}
    public static final Singleton getInstance() {
        return SingletonHolder.INSTANCE;
    }
}

这种写法仍然使用 JVM 本身机制保证了线程安全问题；由于 SingletonHolder 是私有的，除了 getInstance() 之外没有办法访问它，因此它是懒汉式的；同时读取实例的时候不会进行同步，没有性能缺陷；也不依赖 JDK 版本。

单元素枚举类型

public enum Singleton{

    INSTANCE;枚举元素

    public void method(){
        //do something...
    }
}

通过 Singleton.INSTANCE 来访问实例，这比调用 getInstance()方法简单多了。这种方法在功能上和公有域的方法相近，但是这样的方式更加简洁，可以提供序列化机制，可以绝对防止多次实例化，即使在面对复杂的序列化或者反射攻击的时候，虽然现在这样的方式使用较少，但是这样的方法是最佳的方式。

以上是单例模式主流的几种写法，包括线程安全的。一般来说，如果项目中不需要针对多线程情况的话，懒汉式、饿汉式的写法都适用；如果需要保证多线程并行使用推荐静态内部类和枚举（最简单，用的人少- -）。

（完）

参考文章：
http://wuchong.me/blog/2014/08/28/how-to-correctly-write-singleton-pattern/# > http://chenqichao.me/2014/09/12/065-Effetive-Java-Item-03/