Java 多线程编程中单例的实现

浏览数：25 / 时间：2015年06月08日

对于普通单线程单例来说，较为容易，只要避免创建多个对象即可，代码如下:

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

这样既可以避免创建多个对象消耗系统资源，也可以达到惰性加载，即在使用时才会创建对象；

在单线程时，该类可以很完美的解决单例问题，但是到了多线程，该类将会出现问题：

当两个现成A和B 同时调用单例获得实例时，若A进入getInstance()方法，判断当前singleton为空，则进入singleton=new Singeton(),并返回singleton，但是当A进入时，B同时调用，B也会判断singleton为空，因为A进入后并没有初始化完成，所以B同样会进入初始化代码，进行初始化并返回singleton，这样就出现问题了，并没有实现单例操作。

所以在多线程环境下，我们需要对该代码进行一点修改，那就是给getInstance方法加上同步锁，使A和B不能同时进入该方法内，代码如下：

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

经过修改后，我们发现在出现之前A和B 同时访问getInstance方法时，若A先进入getInstance方法，由于sychronized的存在，B是不可能进入该方法的，会在A线程执行完成之前将该方法进行加锁操作，执行完成之后才会允许B进入该方法，而当B进入方法时，singleton已经不再是null，直接返回单例singleton对象;

但是实际上，若多个线程调用时，同步锁的存在，很大程度上影响程序性能，所以后来有人提出double-checked blocking方法，来降低性能影响:

还有一种方法，叫做double-check blocking,代码如下：

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

经过此次修改，当线程进入getInstance方法后，将会先判断singleton是否为空，这样减少了进入同步块所花费的资源，降低了资源消耗，提高了性能，

似乎这样修改以后，即不会造成同步锁消耗资源，也不会由于多线程同时进入创建多个对象，但是，实际上，从更深一层来讲，站在jvm的层面来说，这样的代码仍可能发生问题：

由于在执行singleton = new Singleton();时，jvm是分两步进行的，先是为singleton预留空间，直接赋值给instance,然后才会初始化singleton,创建singleton实例，

如果A先进入singleton = new sSingleton(),但是只是分配了空间，并没有初始化完成，就返回singleton，那么当B线程进入时，singleton已经不为null,那么将直接返回已有的singleton，若在singleton真正初始化之前就使用的话，问题就来了，所有多线程单例模式，又出现了新的解决办法：

public class Singleton{
     private static c lass SingletonContainer{
             private static Singleton instance = new Singleton();
     }
     public static Singleton getInstance(){
            return SingletonContainer.instance;
     }

}

　　该方法为通过内部类实现多线程环境中的单例，

JVM内部机制能够保证当一个类被加载时，这个类的加载过程是线程安全的，当我们第一次调用getInstance方法时，JVM能够保证instance只被创建一次，并且保证初始化完成，这样我们就不再需要担心instance没有被创建完成了，同时实现了惰性加载单例

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