单例对象（Singleton）是一种常用的设计模式。在Java应用中，单例对象能保证在一个JVM中，该对象只有一个实例存在。这样的模式有几个好处：
某些类创建比较频繁，对于一些大型的对象，这是一笔很大的系统开销。
省去了new操作符，降低了系统内存的使用频率，减轻GC压力。
有些类如交易所的核心交易引擎，控制着交易流程，如果该类可以创建多个的话，系统完全乱了。（比如一个军队出现了多个司令员同时指挥，肯定会乱成一团），所以只有使用单例模式，才能保证核心交易服务器独立控制整个流程。
单例模式可以分为懒汉式和饿汉式：
- 懒汉式单例模式：在类加载时不初始化。
- 饿汉式单例模式：在类加载时就完成了初始化，所以类加载比较慢，但获取对象的速度快。
第一种（懒汉，线程不安全）:
public class SingletonDemo1 {
private static SingletonDemo1 instance;
private SingletonDemo1(){}
public static SingletonDemo1 getInstance(){
if (instance == null) {
instance = new SingletonDemo1();
}
return instance;
}
}
这种写法lazy loading很明显，但是致命的是在多线程不能正常工作。
第二种（懒汉，线程安全）：
public class SingletonDemo2 {
private static SingletonDemo2 instance;
private SingletonDemo2(){}
public static synchronized SingletonDemo2 getInstance(){
if (instance == null) {
instance = new SingletonDemo2();
}
return instance;
}
}
这种写法在getInstance()方法中加入了synchronized锁。能够在多线程中很好的工作，而且看起来它也具备很好的lazy loading，但是效率很低（因为锁），并且大多数情况下不需要同步。
第三种（饿汉）：
public class SingletonDemo3 {
private static SingletonDemo3 instance = new SingletonDemo3();
private SingletonDemo3(){}
public static SingletonDemo3 getInstance(){
return instance;
}
}
这种方式基于classloder机制避免了多线程的同步问题，不过，instance在类装载时就实例化，这时候初始化instance显然没有达到lazy loading的效果。
第四种（饿汉，变种）：
public class SingletonDemo4 {
private static SingletonDemo4 instance = null;
static{
instance = new SingletonDemo4();
}
private SingletonDemo4(){}
public static SingletonDemo4 getInstance(){
return instance;
}
}
表面上看起来差别挺大，其实跟第三种方式差不多，都是在类初始化即实例化instance
第五种（静态内部类）：
public class SingletonDemo5 {
private static class SingletonHolder{
private static final SingletonDemo5 instance = new SingletonDemo5();
}
private SingletonDemo5(){}
public static final SingletonDemo5 getInsatance(){
return SingletonHolder.instance;
}
}
这种方式同样利用了classloder的机制来保证初始化instance时只有一个线程，它跟第三种和第四种方式不同的是（很细微的差别）：第三种和第四种方式是只要Singleton类被装载了，那么instance就会被实例化（没有达到lazy loading效果），而这种方式是Singleton类被装载了，instance不一定被初始化。因为SingletonHolder类没有被主动使用，只有显示通过调用getInstance方法时，才会显示装载SingletonHolder类，从而实例化instance。想象一下，如果实例化instance很消耗资源，我想让他延迟加载，另外一方面，我不希望在Singleton类加载时就实例化，因为我不能确保Singleton类还可能在其他的地方被主动使用从而被加载，那么这个时候实例化instance显然是不合适的。这个时候，这种方式相比第三和第四种方法就显得更合理。
如果类的加载机制还不是很了解的同学，可以看我的另一篇文章深入理解Java虚拟机之类加载机制
第六种（枚举）：
public enum SingletonDemo6 {
instance;
public void whateverMethod(){
}
}
这种方式是Effective Java作者Josh Bloch 提倡的方式，它不仅能避免多线程同步问题，而且还能防止反序列化重新创建新的对象，可谓是很坚强的壁垒啊，不过，个人认为由于1.5中才加入enum特性，用这种方式写不免让人感觉生疏，在实际工作中，我也很少看见有人这么写过。
第七种（双重校验锁）：
public class SingletonDemo7 {
private volatile static SingletonDemo7 singletonDemo7;
private SingletonDemo7(){}
public static SingletonDemo7 getSingletonDemo7(){
if (singletonDemo7 == null) {
synchronized (SingletonDemo7.class) {
if (singletonDemo7 == null) {
singletonDemo7 = new SingletonDemo7();
}
}
}
return singletonDemo7;
}
}
接下来我们详细介绍一下为什么要引入双重锁机制
- 情况1:不加锁
线程不安全，很容易理解，这里就不做赘述了 - 情况2:只加一个锁,例如
public static Singleton getInstance(){
if (instance == null) {
synchronized (Singleton.class) {
instance = new Singleton();
}
}
return instance;
}
当 instance 为 null 时，两个线程可以并发地进入 if 语句内部。然后，一个线程进入 synchronized 块来初始化 instance ，而另一个线程则被阻断。当第一个线程退出 synchronized 块时，等待着的线程进入并创建另一个 Singleton 对象。
注意：当第二个线程进入 synchronized 块时，它并没有检查 instance 是否非 null，此时就创建两个不同的Singleton对象
此时我们只需要对 instance 进行第二次检查。这就是“双重检查锁定”名称的由来。
public static Singleton getInstance() {
if (instance == null) {
synchronized (Singleton.class) { //1
if (instance == null) //2
instance = new Singleton(); //3
}
}
return instance;
}
双重检查锁定背后的理论是：在 //2 处的第二次检查使创建两个不同的 Singleton 对象成为不可能。假设有下列事件序列：
- 线程 1 进入 getInstance() 方法。
- 由于 instance 为 null ，线程 1 在 //1 处进入 synchronized 块。
- 线程 1 被线程 2 预占。
- 线程 2 进入 getInstance() 方法。
- 由于 instance 仍旧为 null ，线程 2 试图获取 //1 处的锁。然而，由于线程 1 持有该锁，线程 2 在 //1 处阻塞。
- 线程 2 被线程 1 预占。
- 线程 1 执行，由于在 //2 处实例仍旧为 null ，线程 1 还创建一个 Singleton 对象并将其引用赋值给 instance 。
- 线程 1 退出 synchronized 块并从 getInstance() 方法返回实例。
- 线程 1 被线程 2 预占。
- 线程 2 获取 //1 处的锁并检查 instance 是否为 null 。
- 由于 instance 是非 null 的，并没有创建第二个 Singleton 对象，由线程 1 创建的对象被返回。
