【javaEE面试题（七）多线程下的懒汉模式怎么写】单例模式【饿汉模式，懒汉模式（单线程，多线程）】【用很多人进屋子和开灯比较 多线程下的懒汉模式怎么写】

9.1 单例模式

单例模式是校招中最常考的设计模式之一.

啥是设计模式?
设计模式好比象棋中的 “棋谱”. 红方当头炮, 黑方马来跳. 针对红方的一些走法, 黑方应招的时候有一些固定的套路. 按照套路来走局势就不会吃亏.
软件开发中也有很多常见的 “问题场景”. 针对这些问题场景, 大佬们总结出了一些固定的套路. 按照这个套路来实现代码, 也不会吃亏.

单例模式能保证某个类在程序中只存在唯一一份实例, 而不会创建出多个实例.

这一点在很多场景上都需要. 比如 JDBC 中的 DataSource 实例就只需要一个.

单例模式具体的实现方式, 分成 “饿汉” 和 “懒汉” 两种.

饿汉模式

类加载的同时, 创建实例.

class ThreadSingleton_HungryHan {
    private static Singleton instance = new Singleton();
    /*注意：构造方法也是private*/
    private Singleton() {}
    public static Singleton getInstance() {
        return instance;
   }
}

懒汉模式-单线程版

类加载的时候不创建实例. 第一次使用的时候才创建实例.

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

懒汉模式-多线程版

上面的懒汉模式的实现是线程不安全的.

线程安全问题发生在首次创建实例时. 如果在多个线程中同时调用 getInstance 方法, 就可能导致创建出多个实例一旦实例已经创建好了, 后面再多线程环境调用getInstance 就不再有线程安全问题了(不再修改
instance 了)

加上 synchronized 可以改善这里的线程安全问题

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

★★★★★懒汉模式-多线程版(改进)

以下代码在加锁的基础上, 做出了进一步改动:

• 使用双重 if 判定, 降低锁竞争的频率.
• 给 instance 加上了 volatile.

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

也就是A,B都来到了门前，A进去打开了灯，然后B再进去，但是B进去后如果无脑再去打开灯，是没有必要的，那么就需要判断一下灯是否已经打开，就好了。

解释

理解双重 if 判定 / volatile:
加锁 / 解锁是一件开销比较高的事情. 而懒汉模式的线程不安全只是发生在首次创建实例的时候.
因此后续使用的时候, 不必再进行加锁了.
外层的 if 就是判定下看当前是否已经把 instance 实例创建出来了
同时为了避免 “内存可见性” 导致读取的 instance出现偏差, 于是补充上 volatile .
当多线程首次调用 getInstance, 大家可能都发现 instance 为 null, 于是又继续往下执行来竞争锁,
其中竞争成功的线程, 再完成创建实例的操作.
当这个实例创建完了之后, 其他竞争到锁的线程就被里层 if 挡住了. 也就不会继续创建其他实例.

1. 有三个线程, 开始执行 getInstance , 通过外层的 if (instance == null) 知道了实例还没
   有创建的消息. 于是开始竞争同一把锁.
2. 其中线程1 率先获取到锁, 此时线程1 通过里层的 if (instance == null) 进一步确认实例是
   否已经创建. 如果没创建, 就把这个实例创建出来.
3. 当线程1 释放锁之后, 线程2 和 线程3 也拿到锁, 也通过里层的 if (instance == null) 来
   确认实例是否已经创建, 发现实例已经创建出来了, 就不再创建了.
4. 后续的线程, 不必加锁, 直接就通过外层 if (instance == null) 就知道实例已经创建了, 从而不再尝试获取锁了. 降低了开销.