通常Java實現單例模式有很多種方式，大致可分為懶漢模式和餓漢模式，其主要區別是實例延遲加載的問題，當然單例模式往往也關注其他問題，如：線程安全等。下面試圖來總結單例模式的這些注意點。

代碼地址：GitHub

餓漢模式

public class Singleton {
    private Singleton(){}
    private static Singleton instance = new Singleton();

    public static Singleton getInstance() {
        return instance;
    }
}

餓漢模式在類加載時候就實例化對象，使用時直接調用getInstance()方法。這個模式下，是線程安全的，在多線程并發模式下不會重復實例化對象。
缺點：對象過早的實例化，浪費系統資源。

懶漢模式

public class Singleton {
    private Singleton(){}
    private static Singleton instance = null;

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

這種模式下在類加載時候并沒有實例化對象，而是在調用getInstance()方法。之所以使用懶漢模式，是為了避免多早的實例化對象，從而浪費系統資源。
缺點：僅適用于單線程，線程不安全。

改進1 - 引入synchronized

public class Singleton {
    private Singleton(){}
    private static Singleton instance = null;

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

之所以引入synchronized修飾getInstance()方法，是為了解決線程不安全的問題。利用多線程同步機制，讓原先的線程不安全回歸到線程安全。但引入synchronized會因為線程阻塞、切換會帶一些不必要的開銷，從而降低系統性能。

改進2 - 雙重檢查鎖定

public class Singleton {
    private Singleton(){}
    private static volatile Singleton instance = null;

    public static Singleton getInstance() {
        if (instance == null) {              // A
            synchronized (Singleton.class) {
                if (instance == null) {      // B
                    instance = new Singleton(); // C
                }
            }
        }
        return instance;
    }
} 

對比改進1中，可以看到synchronized不再修飾一個方法，而是縮減到修改代碼塊，因為加鎖同步的話，范圍越小，性能影響最小。

這里可以注意到修飾變量instance的關鍵字增加了volatile。這里volatile主要作用是提供內存屏障，禁止指令重排序。

現有t1、t2兩個線程同時訪問getInstance(),假設t1、t2都執行到A處。由于有同步鎖，只能有個1個線程獲得鎖，假如t1擁有該同步鎖，t1執行到C處instace = new Singleton()。將會做如下3步驟：
1.分配內存空間
2.初始化
3.將instance指向分配內存空間
正常的執行順序應為：1->2->3。執行第3步時，這時候的instance就不再是null了。但由于指令重排序的存在，執行順序有可能變化為：1->3->2。當執行3的時候，instance就不再是null，但初始化工作有可能還沒有做完。這時候如果t2獲取鎖執行的話，就會直接獲取有可能還沒有初始化完成的instance。這樣使用instance會引起程序報錯。當然這也是極端情況下，我嘗試幾次無法捕捉重現，但并不意味著問題不存在。volatile當然還是要加的。

A處if判斷作用主要是防止過多是線程執行同步代碼塊；如果是單例模式的話，這里同步代碼塊只會被執行一次。B處if判斷作用主要是防止多線程作用下重復實例化，保證線程安全。這也被稱為：雙重檢查鎖定。

雙重檢查鎖定屬于一種兼顧線程安全和性能的實現。

改進3 - 靜態內部類

public class Singleton {
    private Singleton(){}
    private static class Holder {
        public static Singleton instance = new Singleton();
    }

    public static Singleton getInstance() {
        return Holder.instance; // 執行Holder的初始化工作
    }
}

使用靜態內部類也是懶漢模式的一種實現，當調用ggetInstance()才會觸發加載靜態內部類，從而初始化獲取instance實例。利用靜態內部類的加載機制來保證線程安全。

枚舉方式

public enum Singleton {
    INSTANCE;
    Singleton(){}
    
    public Singleton getInstance() {
        return INSTANCE;
    }

}

用枚舉方式實現單例模式，是目前比較推薦的。枚舉方式的好處是：1、線程安全；2、防止反射出現多個實例；3、防止反序列化出現多個實例。

以上是關于java單例模式的一些總結，如有紕漏，還請指出。

代碼地址：GitHub