单例模式详解以及需要注意的地方(Singleton)

　　单例模式，顾名思义，就是在Java程序中只有唯一一个实例，这样做的好处是可以在不需要多个实例的对象采用单例模式可以节省内存，否则会造成不必要的内存浪费。单例模式的定义为：保证一个类只有一个实例，自己可以初始化自己，且全局可以访问。该模式在Java中广泛使用，例如连接池，连接池一般只需要一个，就采用这种设计模式。

　　单例模式又分为“饿汉”和“懒汉”两种。

　　“饿汉”模式:

　　“懒汉”模式：在懒汉模式情况下需注意并发情况下获取实例方法的线程安全问题，该问题指的是初始化多个实例，这样就违背了我们的初衷，虽然最后不可达的对象会被JVM回收，但是也存在隐患的问题。如下图，这里使用了synchonized关键字对该方法进行加锁，但是这种方式存在很明显的问题，接着往下看：

　　我们使用synchonized是为了避免初始化多个实例，但是这个问题只存在于第一次访问该对象的时候，之后初始化好了 null != instance 了，就不存在这个问题了，但是由于synchonized关键字的存在，导致每次获取实例都会进行线程等待，很大程度上会影响执行的效率，有一种方式叫做双重检查加锁，如：

　　

　　现进行判断instance引用是否已经指向了内存空间（即判断instance ==null是否成立的条件），没有就对该对象进行加锁，然后在进行判断一次，还没有的话进行初始化，这样只有第一次初始化的时候会进行加锁校验，这就解决问题了吗？答案是并没有，请注意本段中加粗斜体的文字，由于JMM（Java Memory Model Java内存模型）中说了，存在三个特性，原子性，可见性，有序性，关于JMM会在之后自己深入学习的时候单独进行记录，现在不敢误导别人，读者只需先知道存在这个即可，java代码在进行编译的时候，会对代码指令进行重新排序，上述代码中我用红色箭头指向的那一句，并不是一个原子性操作（可理解为一步就能搞定的操作），其指令可以分解为：

　　1.new 关键字在堆中为其分配内存空间

　　2.在分配好的内存空间中初始化该对象

　　3.将instance的引用指向该内存地址

　　如果是顺序执行的话，自然没有什么问题，但是如果指令重新排序成为1，3，2这样来进行执行的话，在两个线程并发的情况下可能会导致这种情况：

　　t1:发现instance引用未指向内存空间，抢占到锁，分配内存空间，将instance引用指向该空间，此时让出时间片

　　t2:发现instance引用已经指向了某一内存空间，不进行初始化，直接引用该对象，但是请注意，此时该对象尚未进行初始化。

　　这样就会导致问题产生，如何来解决呢？

　　Java给我们提供了volatile关键字，被该关键字修饰的变量会依据“do-before”原则，所有该变量的读操作都会在写操作完成之后，禁止指令的重排序，这样就能保证t2线程拿到的是初始化好的对象了，所以，懒汉模式的最终代码如下：

　　

　　此外，还有一种使用静态内部类的方法通过饿汉模式中的类加载机制实现延迟加载和保证并发环境下的线程安全,只有在调用getInstance方法的时候才会加载内部类使用类加载机制进行初始化，天生线程安全：