单例

项目中需要有一些工具类提供服务，例如线程池，http调用工具等，有两种设计：单例和静态方法方式。
单例方式：如果这个类需要维持一些状态，比较适合使用单例模式存在。单例模式还可以延迟加载，而且单例更加面向对象，可以继承基类实现接口等方式提供不同功能的实现。

静态方法：如果一些不需要维护状态的类可以设计成静态方法，访问效率会好一些。例如java中的Math类。

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单例大概有几种实现方式，饿汉式、懒汉式、双重检验锁、静态内部类等。
饿汉式线程安全，类加载时即加载，不支持延时加载，而懒汉式延迟加载，但不是线程安全的。

1、双重检验锁单例：

public class SingleTon {

    private volatile static SingleTon singleTon = null;

    private SingleTon(){}

    public static SingleTon getSingleTon() {
        if (singleTon == null) {
            synchronized (SingleTon.class) {
                if (singleTon == null) {
                    singleTon = new SingleTon();
                }
            }
        }
        return singleTon;
    }
}

第一个null判断是为了减少进入synchronized块解决效率问题。
第二个null判断是为了拦截：线程a进入synchronized块后实例化释放锁后，线程b从阻塞中醒来再次进入synchronized块执行加载。

jvm有指令重排，所以需要使用volatile关键字防止指令重排。
singleTon = new SingleTon();不是线程安全的操作，包含了3个步骤。
1.在堆内为SingleTon开辟空间。
2.在堆实例化SingleTon对象，加载各个参数。
3.将singleTon引用指向这块内存。
如果不使用volatile关键字，jvm可能发生这样的执行序列：1-3-2，在没有实例化完成时就将引用指向了这块内存，导致代码判断null为非空，将对象返回使用，造成问题。

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2、静态内部类单例

public class AsyncExecutorUtils {

    private static final Logger LOGGER = LoggerFactory.getLogger(AsyncExecutorUtils.class);

    private AsyncExecutorUtils() {
        LOGGER.info("AsyncExecutorUtils lazy init by jvm...");
    }

    private static class ExecutorHolder {
        static AsyncExecutorUtils INSTANCE = new AsyncExecutorUtils();
    }

    public static AsyncExecutorUtils getInstance() {
        return ExecutorHolder.INSTANCE;
    }

这是我的一段代码，线程池采用了单例模式。将获取实例的静态方法改成从静态内部类ExecutorHolder里面的静态成员变量INSTANCE里面获取。

静态内部类方式如何实现延迟加载：
因为我们将实例放在了内部类里面，所以要保证内部类是延迟加载的，java中的类分为主动引用与被动引用的区别，只有主动引用的时候才会初始化该类。主动引用有且只有5中情况：
1.new、getstatic、putstatic或invokestatic这四条字节码指令，对应常用的操作是使用new关键字实例化对象、获取或者设置静态变量，调用静态方法。（newarray指令触发的只是数组类型本身的初始化，而不会导致其相关类型的初始化）
2.反射调用。
3.如果是某一个类的父类，这个子类初始化会触发父类初始化。
4.main方法所在类
5.当使用JDK 1.7等动态语言支持时，如果一个java.lang.invoke.MethodHandle实例最后的解析结果REF_getStatic、REF_putStatic、REF_invokeStatic的方法句柄，并且这个方法句柄所对应的类没有进行过初始化，则需要先触发其初始化。

其他方式均为被动引用，不会被初始化。所以这个静态内部类ExecutorHolder只有在程序中第一次使用时调用到他的静态获取方法getInstance()时才会初始化，实现延时加载。

静态内部类方式如何保证线程安全：
可以看到getInstance()只返回同一个static的INSTANCE，而类的初始化是由jvm初始化，jvm肯定会保证类的初始化的线程安全性。具体实现大致是保证只有一个线程获得锁执行初始化，其他阻塞线程恢复过来不会再去执行初始化。

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感觉上静态内部类实现更加优雅简洁，但是这种方式不能传参数，但是大多数这种单例类都不需要传参。