如何使单例类线程安全？答案

【问题标题】：How to make a singleton class threadsafe?如何使单例类线程安全？
【发布时间】：2009-09-30 07:39:03
【问题描述】：

我正在用 Java 实现一个单例类，以确保创建的类实例不超过一个。

【问题讨论】：

【解决方案1】：

制作单例的最佳方法是什么？使用枚举。

public enum Singleton {
    INSTANCE;
    public void foo(){ ... }
}

// Usage:
Singleton.INSTANCE.foo();

您可以从 VM 获得大量帮助，不仅可以避免双重实例化，还可以帮助您避免反序列化损坏。

【讨论】：

【解决方案2】：

也许最好的方法是对单个实例使用枚举。这具有可序列化和保证单例以防止序列化和反射的额外好处，这是没有“直接”单例实现的（私有的？我有反射，我嘲笑你的访问修饰符！）。实现起来也很简单：

public enum Singleton {
    INSTANCE;

    // fields and methods go here
}

【讨论】：

【解决方案3】：

public class Singleton {
  public static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
  private Singleton() { ... }
}

使用静态实例变量优于内部“Holder”类。如果您愿意，您还可以将静态成员设为私有并提供访问它的方法，但所做的只是向堆栈添加另一个方法调用。

【讨论】：

这取决于你想要达到的目标——持有者给你一个懒惰的单例，更简单的版本不会给你延迟加载。
是的，确实如此。 Java 在第一次使用类之前不会加载它们。
不完全正确。它在首次引用它们时加载它们，例如在另一个类的方法签名中。
访问器方法通常由 VM 内联。不要选择公共字段而不是访问器来摆脱“堆栈上的方法调用” - 在您的代码中，它看起来像一个方法调用，但实际上，它会是一回事。

【解决方案4】：

惰性实例化怎么样：getInstance() 返回单例，如果是第一次调用，则创建它。

 public class MySingleton
 {
     private static MySingleton instance;

     private MySingleton()
     {
         // construct object . . .
     }

     // For lazy initialization
     public static synchronized MySingleton getInstance()
     {
         if (instance==null)
         {
             instance = new MySingleton();
         }
         return instance;
     }

     // Remainder of class definition . . .
 }

【讨论】：

几乎从不需要延迟实例化，如果是，Java 会延迟加载类，因此在声明中创建实例实际上是延迟实例化 - 没有同步开销（非常少数情况下不够懒惰，而 skaffman 的答案更好）。
另请注意，此实现会同步每次尝试获取对实例的引用。由于大多数代码会执行以下操作： Singleton.getInstance.doSomething(); Singleton.getInstance.doSomethingElse();总体效果是额外的同步严重限制了并发性，在成员访问/变异方面没有线程安全保证。
java 中的双重检查锁定被破坏javaworld.com/jw-02-2001/jw-0209-double.html 简而言之，这种保证此类仅实例化一次的方式可能会导致难以发现的并发问题。永远不要使用它。
DCL 从 Java 5 开始没有损坏。查看cs.umd.edu/~pugh/java/memoryModel/DoubleCheckedLocking.html，向下滚动到“在新的 Java 内存模型下”。

【解决方案5】：

默认情况下，单例不是线程安全的。创建单例的常用方法是使用工厂方法来处理一个实例的创建。这样您就可以控制实例的创建。

【讨论】：

【解决方案6】：

如果您关心并发，您将不会使用共享全局状态。

【讨论】：

如果单例持有来自单一并行化问题的结果的累积，为什么不呢？单例是全局状态的缩影，因此这将是一个公平的使用场景。
只有一个在进程之间共享的实例表示的类有多种用例。一个典型的使用 spring 设计良好的 webapp 可能会有一堆在单例范围内实例化的类，在工作线程之间共享。