2.6 单例模式的其他实现方式
2.6.1 懒汉模式
懒汉模式是声明一个静态对象，并且在用户第一次调用getInstance时进行初始化，而上述的饿汉模式（CEO类）是在声明静态对象时就已经初始化。懒汉单例模式实现如下。
public class Singleton {
private static Singleton instance;
private Singleton () {}
public static synchronized Singleton getInstance() {
if (instance == null) {
instance = new Singleton ();
}
return instance;
}
}
读者可能已经发现了，getInstance（）方法中添加了synchronized关键字，也就是getInstance是一个同步方法，这就是上面所说的在多线程情况下保证单例对象唯一性的手段。细想一下，大家可能会发现一个问题，即使instance已经被初始化（第一次调用时就会被初始化instance），每次调用getInstance方法都会进行同步，这样会消耗不必要的资源，这也是懒汉单例模式存在的最大问题。
最后总结一下，懒汉单例模式的优点是单例只有在使用时才会被实例化，在一定程度上节约了资源；缺点是第一次加载时需要及时进行实例化，反应稍慢，最大的问题是每次调用getInstance都进行同步，造成不必要的同步开销。这种模式一般不建议使用。
2.6.2 Double CheckLock ( DCL )实现单例
DCL方式实现单例模式的优点是既能够在需要时才初始化单例，又能够保证线程安全，且单例对象初始化后调用getInstance不进行同步锁。代码如下所示：
public class Singleton {
private static Singleton sInstance = null;
private Singleton() {
}
public void doSomething() {
System.out.println("do sth.");
}
public static Singleton getInstance() {
if (mInstance == null) {
synchronized (Singleton.class) {
if (mInstance == null) {
sInstance = new Singleton();
}
}
}
return sInstance;
}
本程序的亮点自然都在getInstance方法上，可以看到getInstance方法中对instance进行了两次判空：第一层判断主要是为了避免不必要的同步，第二层的判断则是为了在null的情况下创建实例。这是什么意思呢？是不是有点摸不着头脑，下面就一起来分析一下。
假设线程A执行到sInstance = new Singleton()语句，这里看起来是一句代码，但实际上它并不是一个原子操作，这句代码最终会被编译成多条汇编指令，它大致做了3件事情：
（1）给Singleton的实例分配内存；
（2）调用Singleton()的构造函数，初始化成员字段；
（3）将sInstance对象指向分配的内存空间（此时sInstance就不是null了）。
但是，由于Java编译器允许处理器乱序执行，以及JDK1.5之前JMM（Java Memory Model，即Java内存模型）中Cache、寄存器到主内存回写顺序的规定，上面的第二和第三的顺序是无法保证的。也就是说，执行顺序可能是也可能是1-3-2。如果是后者，并且在3执行完毕、2未执行之前，被切换到线程B上，这时候sInstance因为已经在线程A内执行过了第三点，sInstance已经是非空了，所以，线程B直接取走sInstance，再使用时就会出错，这就是DCL失效问题，而且这种难以跟踪难以重现的错误很可能会隐藏很久。
在JDK1.5之后，SUN官方已经注意到这种问题，调整了JMM、具体化了volatile关键字，因此，如果JDK是1.5或之后的版本，只需要将sInstance的定义改成private volatile static Singleton sInstance = null就可以保证sInstance对象每次都是从主内存中读取，就可以使用DCL的写法来完成单例模式。当然，volatile或多或少也会影响到性能，但考虑到程序的正确性，牺牲这点性能还是值得的。
DCL的优点：资源利用率高，第一次执行getInstance时单例对象才会被实例化，效率高。缺点：第一次加载时反应稍慢，也由于Java内存模型的原因偶尔会失败。在高并发环境下也有一定的缺陷，虽然发生概率很小。DCL模式是使用最多的单例实现方式，它能够在需要时才实例化单例对象，并且能够在绝大多数场景下保证单例对象的唯一性，除非你的代码在并发场景比较复杂或者低于JDK 6版本下使用，否则，这种方式一般能够满足需求。
2.6.3 静态内部类单例模式
DCL虽然在一定程度上解决了资源消耗、多余的同步、线程安全等问题，但是，它还是在某些情况下出现失效的问题。这个问题被称为双重检查锁定（DCL）失效，在《Java并发编程实践》一书的最后谈到了这个问题，并指出这种“优化”是丑陋的，不赞成使用。而建议使用如下的代码替代：
public class Singleton {
private Singleton() { }
public static Singleton getInstance () {
return SingletonHolder.sInstance;
}
/**
* 静态内部类
*/
private static class SingletonHolder {
private static final Singleton sInstance = new Singleton();
}
}
当第一次加载Singleton类时并不会初始化sInstance，只有在第一次调用Singleton的getInstance方法时才会导致sInstance被初始化。因此，第一次调用getInstance方法会导致虚拟机加载SingletonHolder类，这种方式不仅能够确保线程安全，也能够保证单例对象的唯一性，同时也延迟了单例的实例化，所以这是推荐使用的单例模式实现方式。
2.6.4 枚举单例
前面讲解了一些单例模式实现方式，但是，这些实现方式不是稍显麻烦就是会在某些情况下出现问题。还有没有更简单的实现方式呢？我们看看下面的实现：
public enum SingletonEnum {
INSTANCE;
public void doSomething() {
System.out.println("do sth.");
}
}
什么？枚举！没错，就是枚举！
写法简单是枚举单例最大的优点，枚举在Java中与普通的类是一样的，不仅能够有字段，还能够有自己的方法。最重要的是默认枚举实例的创建是线程安全的，并且在任何情况下它都是一个单例。
为什么这么说呢？在上述的几种单例模式实现中，在一个情况下它们会出现重新创建对象的情况，那就是反序列化。
通过序列化可以将一个单例的实例对象写到磁盘，然后再读回来，从而有效地获得一个实例。即使构造函数是私有的，反序列化时依然可以通过特殊的途径去创建类的一个新的实例，相当于调用该类的构造函数。反序列化操作提供了一个很特别的钩子函数，类中具有一个私有的、被实例化的方法readResolve()，这个方法可以让开发人员控制对象的反序列化。例如，上述几个示例中如果要杜绝单例对象在被反序列化时重新生成对象，那么必须加入如下方法：
private Object readResolve() throws ObjectStreamException {
return sInstance;
}
也就是在readResolve方法中将sInstance对象返回，而不是默认的重新生成一个新的对象。而对于枚举，并不存在这个问题，因为即使反序列化它也不会重新生成新的实例。
2.6.5 使用容器实现单例模式
在学习了上述各类单例模式的实现之后，再来看看一种另类的实现，具体代码如下：
public class SingletonManager {
private static Map<String, Object> objMap = new HashMap<String,Object>();
private Singleton() { }
public static void registerService(String key, Objectinstance) {
if (!objMap.containsKey(key) ) {
objMap.put(key, instance) ;
}
}
public static ObjectgetService(String key) {
return objMap.get(key) ;
}
}
在程序的初始，将多种单例类型注入到一个统一的管理类中，在使用时根据key获取对象对应类型的对象。这种方式使得我们可以管理多种类型的单例，并且在使用时可以通过统一的接口进行获取操作，降低了用户的使用成本，也对用户隐藏了具体实现，降低了耦合度。
不管以哪种形式实现单例模式，它们的核心原理都是将构造函数私有化，并且通过静态方法获取一个唯一的实例，在这个获取的过程中必须保证线程安全、防止反序列化导致重新生成实例对象等问题。选择哪种实现方式取决于项目本身，如是否是复杂的并发环境、JDK版本是否过低、单例对象的资源消耗等。