问题

请澄清我对Singleton和Multithreading的疑问：

  • 在多线程环境中，在Java中实现Singleton的最佳方法是什么？
  • 当多个线程同时尝试访问getInstance()方法时会发生什么？
  • 我们可以使单例的getInstance()同步吗？
  • 使用Singleton类时是否真的需要同步？

#1 热门回答(181 赞)

是的，这是必要的。使用延迟初始化可以使用多种方法来实现线程安全：

严厉同步：

private static YourObject instance;

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

这个解决方案要求将每个线程同步，而实际上只需要前几个线程。

Double check synchronization：

private static final Object lock = new Object();
private static volatile YourObject instance;

public static YourObject getInstance() {
    YourObject r = instance;
    if (r == null) {
        synchronized (lock) {    // While we were waiting for the lock, another 
            r = instance;        // thread may have instantiated the object.
            if (r == null) {  
                r = new YourObject();
                instance = r;
            }
        }
    }
    return r;
}

此解决方案确保只有尝试获取单例的前几个线程必须经历获取锁定的过程。

Initialization on Demand：

private static class InstanceHolder {
    private static final YourObject instance = new YourObject();
}

public static YourObject getInstance() {
    return InstanceHolder.instance;
}

此解决方案利用Java内存模型对类初始化的保证来确保线程安全。每个类只能加载一次，只有在需要时才会加载。这意味着第一次调用getInstance，InstanceHolder将被加载并且将创建instance，并且由于这是由ClassLoaders控制的，因此不需要额外的同步。

#2 热门回答(56 赞)

这种模式通过显式同步对instance进行线程安全的延迟初始化！

public class MySingleton {

     private static class Loader {
         static final MySingleton INSTANCE = new MySingleton();
     }

     private MySingleton () {}

     public static MySingleton getInstance() {
         return Loader.INSTANCE;
     }
}

它的工作原理是因为它使用类加载器为你自由地进行所有同步：classMySingleton.Loader首先在getInstance()方法中访问，所以Loaderclass在第一次调用getInstance()时加载。此外，类加载器保证在你访问类之前完成所有静态初始化 - 这就是为你提供线程安全性的方法。

这就像魔术一样。

它实际上非常类似于Jhurtado的枚举模式，但是我发现枚举模式是对枚举概念的滥用(虽然它确实有效)

#3 热门回答(22 赞)

如果你正在使用Java中的多线程环境并且需要保证所有这些线程都在访问类的单个实例，则可以使用Enum。这将有助于你处理序列化的附加优势。

public enum Singleton {
    SINGLE;
    public void myMethod(){  
    }
}

然后让你的线程使用你的实例，如：

Singleton.SINGLE.myMethod();

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