高并發下如何保證單例模式的線程安全
單例模式是常用的軟件設計模式之一，同時也是設計模式中最簡單的形式之一，在單例模式中對象只有一個實例存在。單例模式的實現方式有兩種，分別是懶漢式和餓漢式。
1、餓漢式
餓漢式在類加載時已經創建好實例對象，在程序調用時直接返回該單例對象即可，即在編碼時就已經指明了要馬上創建這個對象，不需要等到被調用時再去創建，如下是餓漢式的代碼：
public class Singleton {
private static Singleton singleton = new Singleton();
/**
* 私有化構造方法
*/
private Singleton(){
}
/**
* 直接調用方法獲取單例對象
*/
public static Singleton getSingleton() {
return singleton;
}
}如果創建的單例對象比較大，由于在類加載的過程中就加載了，那么會影響應用程序啟動的速度；餓漢式不會存在線程安全的問題，因為類加載的過程中就創建了，并且程序只會運行一次。
2、懶漢式
懶漢式指全局的單例實例在第一次被使用時再創建，后面就不會創建實例對象，代碼如下所示：
public class Singleton {
private static Singleton singleton;
/**
* 私有化構造方法
*/
private Singleton(){
}
/**
* 判斷當前的對象是否存在，如果存在就直接返回，如果不存在就創建一個對象
*/
public static Singleton getSingleton() {
if (singleton==null) {
singleton = new Singleton();
}
return singleton;
}
}在高并發下，上述的懶漢式會存在線程安全問題（會創建多個實例對象），如下所示：
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如果線程1和線程2同時調用getSingleton方法時候，并且都通過了第17行代碼的檢查，那么線程1和線程2就創建了兩個對象出來了。那么懶漢式如何保證線程安全呢？
2.1方法級別鎖
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如果直接在方法級別上增加鎖，可以解決線程安全的問題，但是在高并發下會導致性能下降（因為多個線程執行到這個方法之后就會阻塞等待鎖資源）。
眾所周知，鎖是用來鎖住臨界資源（即就是多線程同時競爭的資源），在懶漢模式中臨界資源是創建對象這段代碼（singleton = new Singleton();），那么鎖只需要鎖住創建對象的代碼就可以了。
2.2同步代碼塊的鎖
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這里為什么要加一個先判斷空的操作呢？目的是為了提升性能，因為一旦對象創建好了之后，后面的線程直接判斷對象是否創建好了，創建好了之后在高并發下線程就不需要在鎖位置阻塞等待了。但是這種方式在高并發下也是存在線程安全的問題，如下所示：
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假設線程1和線程2同時到了17行代碼處，并且當前的對象也是null，此時線程1先獲取到鎖，線程1下創建了一個新對象完成后鎖釋，隨后線程2獲取到鎖后也創建了一個對象，那么這就無法保證只有一個單例對象。所以鎖內部還需要再增加一個檢查，如下所示：
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當上一個獲取鎖的線程創建對象成功之后，下一個線程獲取到鎖的時候，再去判斷一下這個對象是否創建成功，如果創建成功就不再創建新的對象。這種方法我們稱為Double Check Lock，完整的代碼如下所示：
public class Singleton {
private static Singleton singleton;
/**
* 私有化構造方法
*/
private Singleton(){
}
/**
* 判斷當前的對象是否存在，如果存在就直接返回，如果不存在就創建一個對象
*/
public static Singleton getSingleton() {
if (singletnotallow==null) {
synchronized(Singleton.class) {
if (singletnotallow==null) {
singleton = new Singleton();
}
}
}
return singleton;
}
}但是在高并發這塊還是存在線程的安全問題，因為創建對象的過程有三個步驟，如下所示：
（1）內存分配和賦予默認值
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（2）執行初始化方法賦予初始化值
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（3）建立指針指向堆上對象
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如果在高并發下，假設步驟2和步驟3發生了指令重排，此時就可能會出現如下的情況：
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棧里面的指針指向堆上的對象Singleton，但是現在由于指令重排指向一個空（空表示內存上真的什么都沒有，連對象都解析不出來），這就出現一系列的問題，所以這里我們就需要禁止指令重排，所以我們需要添加volatile關鍵字來限制執行重排。
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完整的代碼的如下所示：
public class Singleton {
private static volatile Singleton singleton;
/**
* 私有化構造方法
*/
private Singleton(){
}
/**
* 判斷當前的對象是否存在，如果存在就直接返回，如果不存在就創建一個對象
*/
public static Singleton getSingleton() {
if (singletnotallow==null) {
synchronized(Singleton.class) {
if (singletnotallow==null) {
singleton = new Singleton();
}
}
}
return singleton;
}
}總結：
（1）餓漢式在類加載的時候就實例化，并且創建單例對象，餓漢式無線程安全問題。
（1）懶漢式默認不會實例化，外部什么時候調用什么時候創建。懶漢式在多線程下是線程不安全的，所以我們可以通過雙重檢查的方式來保證其線程安全問題。
