单例模式

定义

一个类只能有一个实例并且提供一个全局访问点。

实现方式

创建时实例化

实例化一个静态对象，在虚拟机加载类环节会初始化对象。优点是实现简单，缺点是该单例对象一开始就已经创建，如果该对象并不常用，会比较浪费内存资源。

public class Singleton1 {
    private static Singleton1 singleton1 = new Singleton1();
    private Singleton1() {
    }
    public static Singleton1 getInstance() {
        return singleton1;
    }
}

延迟初始化

这种方式做到了延迟初始化，但是在多线程并发访问getInstance()方法时，会出现实例化多个对象的情况。

public class Singleton2 {
    private static Singleton2 singleton2;
    private Singleton2() {
    }
    public static Singleton2 getInstance() {
        if (singleton2 == null) {
            singleton2 = new Singleton2();
        }
        return singleton2;
    }
}

延迟初始化多线程版本

public class Singleton3 {
    private static Singleton3 singleton3;
    private Singleton3() {
    }
    public synchronized Singleton3 getInstance() {
        if (singleton3 == null) {
            singleton3 = new Singleton3();
        }
        return singleton3;
    }
}

延迟初始化

此处采用了双端检测的方法，在1）和3）处进行了两次的check。此处有一个非常容易让人忽略的点，也是面试被高频问到的一个知识点：singleton3为什么要添加volatile修饰符？
原因的分析如下：
singleton3对象的创建并非原子操作，可以简单的分解成下面三个步骤：

1. 分配内存空间；
2. 初始化对象；
3. 指向对象；

第2步和第3步由于CPU指令重排序，可能执行次序会发生变化。假如线程A获取实例对象没有获取到，加锁初始化对象，执行完第1步后执行第3步；此时线程B获取实例对象，因为对象已经指向了分配的内存空间，所以此时能够获取到对象，但是该对象该没有初始化完毕，对象的属性值还可能是“0”值，在使用时会产生问题。而volatile修饰符有一个重要的作用就是禁止指令重排序。这样就不会发生对象中数据不符合预期的情况。

public class Singleton4 {
    private static volatile Singleton4 singleton3;
    private Singleton4() {
    }
    public static Singleton4 getInstance() {
        if (singleton3 == null) {//1.如果不为空，返回已经初始化完毕的对象
            synchronized (Singleton4.class) {//2.加锁
                if(singleton3 == null){//3.double check，判断对象是否已经初始化完毕
                    singleton3 = new Singleton4();//4.如果没有初始化完毕，则初始化
                }
            }
        }
        return singleton3;
    }
}