Singleton是使用最广泛的创建设计模式之一，用于限制应用程序创建的对象。
如果在多线程环境中使用它，那么单例类的线程安全性非常重要。

在现实世界的应用程序中，数据库连接或者企业信息系统(EIS)之类的资源是有限的，应该明智地使用以避免任何资源紧张。

为此，我们可以实现Singleton设计模式。
我们可以为资源创建一个包装器类，并将运行时创建的对象数限制为一个。

Java中的线程安全单例

通常，我们按照以下步骤创建单例类：

• 创建私有构造函数，以避免使用new运算符创建任何新对象。

• 声明同一类的私有静态实例。

• 提供一个公共静态方法，该方法将返回单例类实例变量。
  如果未初始化变量，则将其初始化，否则只需返回实例变量。

使用以上步骤，我创建了一个单例类，如下所示。

ASingleton.java

package com.theitroad.designpatterns;

public class ASingleton {

	private static ASingleton instance = null;

	private ASingleton() {
	}

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

}

在上面的代码中，getInstance()方法不是线程安全的。

多个线程可以同时访问它。
对于未初始化实例变量的前几个线程，多个线程可以进入if循环并创建多个实例。
它将破坏我们的单例实现。

如何在Singleton类中实现线程安全？

我们可以通过三种方法来实现线程安全。

• 在类加载时创建实例变量。

优点：

• 没有同步的线程安全
• 易于实施

缺点：

• 尽早创建可能不在应用程序中使用的资源。

• 客户端应用程序无法传递任何参数，因此我们无法重复使用它。
  例如，在客户端应用程序提供数据库服务器属性的情况下，具有用于数据库连接的通用单例类。

• 同步getInstance()方法。

优点：

• 线程安全得到保证。

• 客户端应用程序可以传递参数

• 实现了延迟初始化

缺点：

• 由于锁定开销而导致性能降低。

• 实例变量初始化后就不需要进行不必要的同步。

• 在if循环和volatile变量内使用同步块

优点：

• 线程安全得到保证
• 客户端应用程序可以传递参数
• 实现了延迟初始化
• 同步开销最小，并且仅在变量为null时才适用于前几个线程。

缺点：

• 如果条件另外

从实现线程安全的所有三种方式来看，我认为第三种是最佳选择。
在这种情况下，修改后的类将如下所示：

package com.theitroad.designpatterns;

public class ASingleton {

	private static volatile ASingleton instance;
	private static Object mutex = new Object();

	private ASingleton() {
	}

	public static ASingleton getInstance() {
		ASingleton result = instance;
		if (result == null) {
			synchronized (mutex) {
				result = instance;
				if (result == null)
					instance = result = new ASingleton();
			}
		}
		return result;
	}

}

局部变量result似乎是不必要的。
但是，它可以改善我们的代码的性能。
如果实例已经初始化(大多数情况下)，则volatile字段仅被访问一次(由于"返回结果；"而不是"返回实例；")。
这样可以将方法的整体性能提高多达25％。

如果您认为有更好的方法可以实现此目的，或者在上述实现中线程安全性受到损害，请发表注释并与我们所有人共享。

说明

字符串不是非常适合与synced关键字一起使用的候选对象。
这是因为它们存储在字符串池中，我们不想锁定可能被另一段代码使用的字符串。
所以我正在使用对象变量。