【原创】从windows回收站谈单例

public static void main(String[] args) {
Thread t1 = new Thread(new TestThread());
Thread t2 = new Thread(new TestThread());
t1.start();
t2.start();
System.out.println("End");
}
运行结果：

有一定几率出现创建两个不同结果的情况，意味着上面的单例存在线程安全隐患。

有时，我们得到的运行结果可能是相同的两个对象，实际上是被后面 执行的线程覆盖了，我们看到了一个假象，线程安全隐患依旧存在。那么，我们如何来 优化代码，使得懒汉式单例在线程环境下安全呢？来看下面的代码，给 getInstance()加 上 synchronized 关键字，使这个方法变成线程同步方法：

public synchronized static RecycleBin getInstance()
{
if (recycle == null)
{
recycle = new RecycleBin();
}
return recycle;
}
但是，用 synchronized 加锁，在线程数量比较多情况下，如果 CPU 分配压力上升，会导致大批量线程出现阻塞，从而导致程序运行性能大幅下降。那么，有没有一种更好的方式，既兼顾线程安全又提升程序性能呢？答案是肯定的。我们来看双重检查锁的单例模式：

public class RecycleBin {

private volatile static RecycleBin recycle = null;
private RecycleBin() {} //初始化窗口
public void restore() {} //还原文件
public void delete() {} //删除文件

public static RecycleBin getInstance()
{
if (recycle == null){
synchronized (RecycleBin.class){
if(recycle == null){
recycle = new RecycleBin();
//1.分配内存给这个对象
//2.初始化对象
//3.设置recycle指向刚分配的内存地址
}
}
}
return recycle;
}
当第一个线程调用 getInstance()方法时，第二个线程也可以调用 getInstance()。当第一 个线程执行到 synchronized 时会上锁，第二个线程就会变成 MONITOR 状态，出现阻 塞。此时，阻塞并不是基于整个 RecycleBin 类的阻塞，而是在 getInstance() 方法内部阻塞，只要逻辑不是太复杂，对于调用者而言感知不到。

但是，用到 synchronized 关键字，总归是要上锁，对程序性能还是存在一定影响的。

此时的你有没有一个想法，如果我们可以不用 synchronized 关键字，是不是性能就能更好呢？难道就真的没有更好的方案吗？当然是有的。

可别急，在介绍性能更好的写法之前呢，我得给你先介绍介绍饿汉式写法。

public class RecycleBin {

private static final RecycleBin recycle = new RecycleBin();

private RecycleBin() {}

public static  RecycleBin getInstance()
{
    return recycle;
}

}
饿汉式单例是在类加载的时候就立即初始化，并且创建单例对象。绝对线程安全，在线 程还没出现以前就是实例化了，不可能存在访问安全问题。

优点：没有加任何的锁、执行效率比较高，在用户体验上来说，比懒汉式更好。

缺点：类加载的时候就初始化，不管用与不用都占着空间，浪费了内存，有可能占着茅坑不拉屎

看了饿汉式的代码，是不是对你有点启发？如果我们可以兼顾饿汉式的内存浪费，也兼顾 synchronized 性能问题。是不是就能写出更优雅的代码了呢？

答案来了！我们可以从类初始化角度来考虑，看下面的代码，采用静态内部类的方式：

public class RecycleBin {

//默认使用RecycleBin的时候，会先初始化内部类
//如果没使用的话，内部类是不加载的
private RecycleBin() {}

//static是为了使单例的空间共享
//保证这个方法不会被重写，重载
public static final RecycleBin getInstance()
{
    //在返回结果以前，一定会先加载内部类
    return LazyHolder.recycle;
}

private static class LazyHolder{
    private static final RecycleBin recycle = new RecycleBin();
}

}
内部类一定是要在方法调用之前初始化，巧妙地避免了线程安全问题。

大家有没有发现，上面介绍的单例模式的构造方法除了加上 private 以外，没有做任何处理。如果我们使用反射来调用其构造方法，然后，再调用 getInstance()方法，应该就会两个不同的实例。现在来看一段测试代码，以 RecycleBin 为例：

public class RecycleBinTest {
public static void main(String[] args) {
try {
Class<?> clazz = RecycleBin.class;
//通过反射，拿到私有构造方法
Constructor c = clazz.getDeclaredConstructor(null);
//不给我也要拿
c.setAccessible(true);
//第一次初始化
Object o1 = c.newInstance();
//调用第二次构造方法，相当于new了两次
Object o2 = c.newInstance();

        System.out.println(o1 == o2);
    }catch (Exception e){
        e.printStackTrace();
    }
}

}
运行结果如下：

显然，是创建了两个不同的实例。现在，我们在其构造方法中做一些限制，一旦出现多 次重复创建，则直接抛出异常。来看优化后的代码：

public class RecycleBin {

private RecycleBin() {
    if(LazyHolder.recycle != null){
        throw new RuntimeException("不允许创建多个实例");
    }
}

public static final RecycleBin getInstance()
{
    return LazyHolder.recycle;
}

private static class LazyHolder{
    private static final RecycleBin recycle = new RecycleBin();
}

}
至此，史上最牛 B 的单例写法便大功告成。

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