实现一个正确的单例模式

在熟悉的单例模式中你或者会碰着下面的方法来实现一个单例:

// version 1
class Singleton {
    private static Singleton _INSTANCE


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

}

可是这个在多线程情况下会有问题:
Problem 1: 这个会建设多个Singleton工具.

那么我可以加上下面的同步就可以了:

// version 2
class Singleton {
    private static Singleton _INSTANCE


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

}

这是一个完全正确的版本, 除了机能较量差.

那么我们可以直接不利用lazy init, 就可以不需要同步了:

// version 3
class Singleton {
    private static final Singleton _INSTANCE = new Singleton()
    static Singleton getInstance() {
        return _INSTANCE;
    }
}

这里final不是必需的.
static为我们提供了担保(正确的被建设, 建设的工具是完整的) 可以参考:JSR 133 (Java Memory Model) FAQ

恩 这很不错, 除了 也许我基础不需要它, 可是有大概我们需要用到的时候才建设.

所以, 便引出我们本日的双重查抄版本:

// version 4
class Singleton {
    private static Singleton _INSTANCE


    static Singleton getInstance() {
        if (_INSTANCE == null) {
            synchronized (Singleton.class) {
                if (_INSTANCE) {
                    _INSTANCE = new Singleton()
                }
            }
        }
        return _INSTANCE;
    }

}

这个代码是无法事情的. 因为这个大概让其他线程看到没有完全构件好的工具:

// 原始代码
_INSTANCE = new Singleton()

// 实际上的步调:
1.allocateMemory -> object 
2.Singleton._INSTANCE = object
3.init object attributes

实际上我们对2,3 的步调是无法担保,
也就是假如2先执行 (指令重排), 那么其他线程大概看到构建了一半的工具.

所以常见的可以在多线程下正确事情的单例模式:
1. static init
2. object holder
3. synchronized 在class上同步

//object holder 
private static class LazySomethingHolder {
  public static Something something = new Something();
}

public static Something getInstance() {
  return LazySomethingHolder.something;
}

Reference:

1.https://www.cs.umd.edu/~pugh/java/memoryModel/DoubleCheckedLocking.html
2.https://www.ibm.com/developerworks/java/library/j-dcl/index.html