java多线程之线程安全的单例模式

Java中的单例模式是指某个类只有一个实例，并提供全局访问点。在多线程的环境下，单例模式需要控制并发访问下的线程安全。下面我们来详细讲解“Java多线程之线程安全的单例模式”的完整攻略。

线程安全的单例模式

线程安全的单例模式可以通过同步方法或同步块来实现。下面是一个使用同步方法实现线程安全单例模式的示例。

public class Singleton {
   private static Singleton instance;
   private Singleton(){}

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

在这个示例中，getInstance()方法是被synchronized关键字修饰的同步方法，这种方式虽然能够保证线程的安全性，但是锁的机制会导致程序的性能会受到影响。

下面是一个使用同步块实现的线程安全单例模式的示例。

public class Singleton {
   private static Singleton instance;
   private Singleton(){}

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

在这个示例中，我们使用了一个同步块，在同步块中再次检查instance是否为null，确保在多线程环境下只会生成一个唯一的实例。这种方式比同步方法效率更高。

示例说明

下面是两个示例说明，通过这两个示例我们可以更好的理解线程安全的单例模式。

示例一：懒汉式单例模式

public class LazySingleton {

    private static LazySingleton instance;
    private LazySingleton() {}

    public static synchronized LazySingleton getInstance() {
        if (instance == null) {
            instance = new LazySingleton();
        }
        return instance;
    }
}

在这个示例中，我们通过synchronized关键字来保证线程的安全性，但是同步锁会导致性能问题。当多个线程同时调用getInstance()方法时，只有一个线程能够进入同步锁区域。其他线程需要等待锁的解除。

示例二：双重校验锁式单例模式

public class DoubleCheckedSingleton {

    private static volatile DoubleCheckedSingleton instance;
    private DoubleCheckedSingleton() {}

    public static DoubleCheckedSingleton getInstance() {
        if (instance == null) {
            synchronized (DoubleCheckedSingleton.class) {
                if (instance == null) {
                    instance = new DoubleCheckedSingleton();
                }
            }
        }
        return instance;
    }
}

在这个示例中，我们使用双重校验锁的方式来保证线程的安全性和程序的性能。我们使用了一个volatile关键字来保证多线程下的可见性。在代码中使用了两个判断语句：if (instance == null)来防止多次实例化对象和synchronized关键字来保证线程安全性。如果实例化对象成功了，则直接返回这个对象实例，否则进入同步锁区域，再次确认instance是否为null，如果还是null则开始创建该实例。相对于懒汉式单例模式，双重校验锁式单例模式避免了同步锁的性能问题。