单例模式

需要对实例字段使用线程安全的延迟初始化，使用双重检查锁定的方案；需要对静态字段使用线程安全的延迟初始化，使用静态内部类的方案。

饿汉模式

JVM在类的初始化阶段，会执行类的静态方法。在执行类的初始化期间，JVM会去获取Class对象的锁。这个锁可以同步多个线程对同一个类的初始化。

饿汉模式只在类加载的时候创建一次实例，没有多线程同步的问题。单例没有用到也会被创建，而且在类加载之后就被创建，内存就被浪费了。

public class Singleton {  
    private static Singleton instance = new Singleton();  
    private Singleton() {}  
    public static Singleton newInstance() {
        return instance;  
    }  
}

双重检查锁定

双重校验锁先判断 instance 是否已经被实例化，如果没有被实例化，那么才对实例化语句进行加锁。

instance使用static修饰的原因：getInstance为静态方法，因为静态方法的内部不能直接使用非静态变量，只有静态成员才能在没有创建对象时进行初始化，所以返回的这个实例必须是静态的。

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

为什么两次判断instance == null：

Time	Thread A	Thread B
T1	检查到instance为空
T2		检查到instance为空
T3		初始化对象A
T4		返回对象A
T5	初始化对象B
T6	返回对象B

new Singleton()会执行三个动作：分配内存空间、初始化对象和对象引用指向内存地址。

memory = allocate();　　// 1：分配对象的内存空间
ctorInstance(memory);　 // 2：初始化对象
instance = memory;　　  // 3：设置instance指向刚分配的内存地址

由于指令重排优化的存在，导致初始化对象和将对象引用指向内存地址的顺序是不确定的。在某个线程创建单例对象时，会为该对象分配了内存空间并将对象的字段设置为默认值。此时就可以将分配的内存地址赋值给instance字段了，然而该对象可能还没有初始化。若紧接着另外一个线程来调用getInstance，取到的是未初始化的对象，程序就会出错。volatile 可以禁止指令重排序，保证了先初始化对象再赋值给instance变量。

Time	Thread A	Thread B
T1	检查到instance为空
T2	获取锁
T3	再次检查到instance为空
T4	为instance分配内存空间
T5	将instance指向内存空间
T6		检查到instance不为空
T7		访问instance（此时对象还未完成初始化）
T8	初始化instance

静态内部类

它与饿汉模式一样，也是利用了类初始化机制，因此不存在多线程并发的问题。不一样的是，它是在内部类里面去创建对象实例。这样的话，只要应用中不使用内部类，JVM就不会去加载这个单例类，也就不会创建单例对象，从而实现懒汉式的延迟加载。也就是说这种方式可以同时保证延迟加载和线程安全。

基于类初始化的方案的实现代码更简洁。

public class Instance {
    private static class InstanceHolder {
        public static Instance instance = new Instance();
    }
    private Instance() {}
    public static Instance getInstance() {
        return InstanceHolder.instance ;　　// 这里将导致InstanceHolder类被初始化
    }
}

但基于volatile的双重检查锁定的方案有一个额外的优势：除了可以对静态字段实现延迟初始化外，还可以对实例字段实现延迟初始化。字段延迟初始化降低了初始化类或创建实例的开销，但增加了访问被延迟初始化的字段的开销。在大多数时候，正常的初始化要优于延迟初始化。