单例模式你真的会了吗(上篇)？
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>单例模式相信是很多程序员接触最多的了，也是面试过程中考察最频繁的一个了，不知道你有没有被问过这道面试题？欢迎留言讨论。
今天我们来重点讨论一下单例的几个问题，及如何正确的实现一个单例，然后你再来回顾一下，你之前的回答或者使用方式是否正确。
## 为何要使用单例
单例非常简单，一个类只允许创建一个对象或者实例，这个类就是一个单例类。这种设计模式就叫做单例设计模式，是创建型的第一种设计模式，简称单例模式。
单例模式什么时候使用呢？又或者说这种情况下为什么要使用单例？
1. 解决资源冲突问题
比如说，我们现在的java处理程序中是使用打印机，而我们的服务端程序是多线程的，但是打印机只有一个，不能重复创建打印机资源啊。当然我们也可以定义普通类，在调用打印添加synchronized关键字。
2. 全局唯一类
有时候，我们做业务设计时，有些数据在系统中只应该保留一份，这时候就应该设计为单例。
比如配置信息类，系统的配置文件应该只有一份，加载到内存之后以对象的形式存在，理所应当只有一份。
再比如说，我们设计一个抽奖系统，每点击一次生成一个抽奖序号，可以设计一个单例，内部存储好所有的序号，每次随机取出一个序号。如果使用普通类对象的话，那就需要通过共享内存共享所有抽奖序号。
## 单例应该怎么写？
学习任何东西，因为大脑的容量是有限的，首先我们要理解概念，知道为什么，来后追求怎么做，怎么实现，做的过程可能很复杂，比如有一二三四五步骤，但我们要化繁为简，概括精简。
单例需要考虑以下几个问题：
- 构造函数要是private的，这样才能避免外部通过new创建实例嘛，不然怎么叫单例，别人可以随便通过new来创建啊。
- 多线程创建时是否有线程安全问题。
- 支持延迟加载吗？
- getInstance()性能高吗？
## 单例典型实现方式
### 饿汉式
通过这种形容方式，可以直观的理解一下，饿汉一直担心自己吃不饱，所以先吃了再说，也就是说实例是事先初始化好的，也就没有办法延迟加载了。
不支持懒加载，有人就说这种方式不好，说我都没有使用单例，你都给我加载了，浪费啊。但是有坏处也有好处，提前把类加载进来，提前暴露问题，这样如果类的设计有问题，在程序启动时就会报错，而不是等到程序运行中才暴露出来。
```java
public class SingleTon {
private static final SingleTon instance = new SingleTon();
private SingleTon() {}
public static SingleTon getInstance() {
return instance;
}
public void method() {}
}
```
### 懒汉式
所谓懒汉式，那就是支持延迟加载喽。总体思路类似，但在类内部并不是默认就把instance实例化好。
```java
public class SingleTon {
private static SingleTon instance;
private SingleTon() {}
public static synchronized SingleTon getInstance() {
if (instance == null) {
instance = new SingleTon();
}
return instance;
}
public void method() {}
}
```
为什么要加synchronized呢？如果是多线程同时调用getInstance()，会有并发问题啊，多个线程可能同时拿到instance == null的判断，这样就会重复实例化，单例就不是单例。所以为了解决多线程并发的问题，这里牺牲了性能，变成了严格的串行制。多线程下性能很低。
### 双重检测懒汉式
饿汉方式不支持延迟加载。
懒汉方式，多线程下性能低下，那怎么修改呢，就是改进的懒汉方式，又叫双重检测。
具体怎么做呢？
```java
public class SingleTon {
private static volatile SingleTon instance;
private SingleTon() {}
public static SingleTon getInstance() {
if (instance == null) {
synchronized (SingleTon.class) {
if (instance == null) {
instance = new SingleTon();
}
}
}
return instance;
}
public void method() {}
}
```
这个类里的volatile十分关键，如果没有volatile关键字修饰instance变量，如果线程1执行到instance = new SingleTon();的时候，线程2此时判断instance已经不等于null了，会直接返回instance，但此时instance并未初始化完毕，为什么这么说呢？因为对象的初始化分为三步：
- 分配内存
- 内存初始化
- 对象指向新分配的内存地址
既然是分为三步，那就不是原子操作，而且可能会发生指令重排，也就是说可能先执行第三步，这时候其他线程判断instance也就不是null了。加上volatile关键字，可以禁止机器指令重排，就不会有这个问题了。
### 静态内部类
这种方式，避免双重检测，利用java静态内部类，类似饿汉方式，又做到延迟加载。
```java
public class SingleTon {
private SingleTon() {}
private static class SingleTonHolder {
private static final SingleTon instance = new SingleTon();
}
public static SingleTon getInstance() {
return SingleTonHolder.instance;
}
public void method() {}
}
```
是不是觉得很简洁？推荐大家使用这种方式，类SingleTon加载时，并不会加载SingleTonHolder类，只要调用getInstance方法时，SingleTonHolder才会被加载，并创建instance，这些都是由JVM来保证的。
### 枚举方式
还有一种更简单的，但是理解起来可能有点费解，枚举的构造函数默认就是私有的。java的枚举类型本身就保证了线程安全性和实例唯一性。
只需要简单几行，就可以使用枚举单例INSTANCE的方法了。
```java
public enum SingleTon {
INSTANCE;
public void method() {}
}
```
但是单例模式真的就好吗？下面我们会讨论一下为什么不推荐单例模式？如何替代，以及如何做到集群下的分布式单例模式？
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