🍰1.单例模式概述
单例模式，是一种常用的软件设计模式。在它的核心结构中只包含一个被称为单例的特殊类。通过单例模式可以保证系统中，应用该模式的类一个类只有一个实例，即一个类只有一个对象实例。
单例模式有两种典型的实现，一是饿汉模式，二是懒汉模式，饿汉模式中的“饿”并不是真的表示“饿”，更加准确的来说应该是表示“急”，那就是一个单例类还没被使用，它的单例对象就已经创建好了，而懒汉模式，要等到使用这个单例类时才创建单例对象。
单例模式中的单例类，只能拥有一个实例对象，又static修饰的成员是属于类的,也就是只有一份,所以我们可以使用static修饰的成员变量保存实例对象的引用。
🍰2.单例模式的简单实现
🍪2.1 饿汉模式
由于单例模式中，一个类只能拥有一个实例对象，所以需要将类构造方法封装，防止类被创建多个实例对象，但是在使用该类时必须要得到该类的实例对象，因此我们得创建一个获取该唯一实例对象的方法getInstance。
而对于该类的实例对象，在类中我们可以使用属于类的成员变量来保存（即static成员变量）。
//单例模式 - 饿汉模式class HungrySingleton { //1.使用一个变量来保存该类唯一的实例，因为单例模式在一个程序中只能拥有一个实例，由于static成员只有一份，我们可以使用static变量来保存 private static final HungrySingleton instance = new HungrySingleton();
//2.封装构造方法，防止该类被实例出新的对象 private HungrySingleton() {}
//3.获取该类的唯一实例对象 public HungrySingleton getInstance() { return instance; }}
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多线程情况下，对于上述简单实现的饿汉式单例模式，只需要考虑getInstance方法是否线程安全即可，由于该方法就一句返回语句，即一次读操作，而读操作是线程安全的，所以getInstance方法也就是线程安全的，综上饿汉式单例模式是线程安全的。
🍪2.2 懒汉模式
懒汉模式相比于饿汉模式，区别就是实例对象创建时机不同，懒汉模式需要等到第一次使用时才创建实例对象，所以仅仅只需要修改获取对象的方法即可。
不考虑多线程情况，懒汉模式实现代码如下：
//单例模式 - 懒汉模式class SlackerSingleton { //1.使用一个变量来保存该类唯一的实例，因为单例模式在一个程序中只能拥有一个实例，由于static成员只有一份，我们可以使用static变量来保存 //懒汉单例模式是在使用的时候创建对象，因此初始时对象不应该被创建 private static SlackerSingleton instance;
//2.封装构造方法，防止该类被实例出新的对象 private SlackerSingleton() {}
//3.获取该类的唯一对象，如果没有就创建 public SlackerSingleton getInstance() { if (instance == null) { instance = new SlackerSingleton(); } return instance; }}
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多线程情况下，由于getInstance方法中存在两次读（一次判断一次返回）操作一次写操作（修改intsance变量的值），instance变量为初始化时（即instance=null）可能会存在多个线程进入判断语句，这样该类可能会被实例出多个对象，所以上述实现的懒汉式单例模式是线程不安全的。
造成线程不安全的代码段为 if 语句里面的读操作和instance的修改操作，所以我们需要对这段代码进行加锁，然后就得到了线程安全的懒汉模式：
//多线程情况下饿汉模式获取对象时只读不修改，所以是线程安全的//多线程情况下懒汉模式获取对象时存在两次读操作，分别为判断instance是否为null和返回instance，除了读操作还存在修改操作，即新建对象并使instance指向该对象//懒汉模式对象还未初始化的时候，可能会存在多个线程进入判断语句，会导致实例出多个对象，因此懒汉单例模式是线程不安全的。
//线程安全单例模式 - 懒汉模式class SafeSlackerSingleton { //1.使用一个变量来保存该类唯一的实例，因为单例模式在一个程序中只能拥有一个实例，由于static成员只有一份，我们可以使用static变量来保存 //懒汉单例模式是在使用的时候创建对象，因此初始时对象不应该被创建 private static SafeSlackerSingleton instance;
//2.封装构造方法，防止该类被实例出新的对象 private SafeSlackerSingleton() {}
//3.获取该类的唯一对象，如果没有就创建 public SafeSlackerSingleton getInstance() { synchronized (SafeSlackerSingleton.class) { if (instance == null) { instance = new SafeSlackerSingleton(); } } return instance; }}
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但是！上述线程安全问题只出现在instance没有初始化的时候，如果instance已经初始化了，那个判断语句就是个摆设，就和饿汉模式一样，就是线程安全的了，如果按照上面的代码处理线程安全问题，不论instance是否已经初始化，都要进行加锁，因此会使锁竞争加剧，消耗没有必要消耗的资源，所以在加锁前需要先判断一下instance是否已经初始化，如果为初始化就进行加锁。按照上述方案得到以下关于获取对象的方法代码：
public SafeSlackerSingletonPlus getInstance() { //判断instance是否初始化，如果已经初始化了，那么该方法只有两个读操作，本身就是线程安全的，不需要加锁了，这样能减少锁竞争，提高效率 if (instance == null) { synchronized (SafeSlackerSingletonPlus.class) { if (instance == null) { instance = new SafeSlackerSingletonPlus(); } } } return instance; }
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到这里线程安全的问题是解决了，但是别忘了编译器它是不信任你的，它会对你写的代码进行优化！上面所写的代码需要判断instance==null，而多线程情况下，很可能频繁进行判断，这时候线程不会去读内存中的数据，而会直接去寄存器读数据，这时候instance值变化时，线程完全感知不到！造成内存可见性问题，为了解决该问题需要使用关键字volatile修饰instance变量，防止编译器优化，从而保证内存可见性。
//线程安全优化单例模式 - 懒汉模式class SafeSlackerSingletonPlus { //1.使用一个变量来保存该类唯一的实例，因为单例模式在一个程序中只能拥有一个实例，由于static成员只有一份，我们可以使用static变量来保存 //懒汉单例模式是在使用的时候创建对象，因此初始时对象不应该被创建 private static volatile SafeSlackerSingletonPlus instance;
//2.封装构造方法，防止该类被实例出新的对象 private SafeSlackerSingletonPlus() {}
//3.获取该类的唯一对象，如果没有就创建 public SafeSlackerSingletonPlus getInstance() { //判断instance是否初始化，如果已经初始化了，那么该方法只有两个读操作，本身就是线程安全的，不需要加锁了，这样能减少锁竞争，提高效率 //如果线程很多，频繁进行外层或内层if判断，可能会引发内层可见性问题，因此要给instan变量加上volatile if (instance == null) { synchronized (SafeSlackerSingletonPlus.class) { if (instance == null) { instance = new SafeSlackerSingletonPlus(); } } } return instance; }}
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🍪2.3 枚举实现单例模式
除了使用饿汉和懒汉模式还可以使用枚举的方式实现，在《Effective Java》书中有这样一句话：单元素的枚举类型已经成为实现 Singleton 的最佳方法。因为枚举就是一个天然的单例，并且枚举类型通过反射都无法获取封装的私有变量，非常安全。
//单元素的枚举类型已经成为实现Singleton的最佳方法enum EnumSingleton { INSTANCE; public void doSomething() { System.out.println("完成一些任务！"); }}
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使用方式：
public class Singleton { public static void main(String[] args) { EnumSingleton.INSTANCE.doSomething(); }}
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运行结果：
好了，有关多线程单例模式问题就讨论到这里了，你学会了吗？
下期预告：多线程案例之阻塞队列以及生产者消费者模型
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