一.雙重檢查鎖定

不安全的延遲初始化方案：

public class Singleton {
    private static Singleton instance = null;
    private Singleton(){}
    public static Singleton getInstance() {
        if (null == instance) {
            synchronized (Singleton.class) {
                if (null == instance) {
                    instance = new Singleton();// 8問題發(fā)生的根源
                }
            }
        }
        return instance;
    }
}

第八行創(chuàng)建對(duì)象，在CPU指令層面可能分為三個(gè)步驟：
memory = allocate();//1分配對(duì)象內(nèi)存空間
ctorInstance(memory);//2初始化對(duì)象
instance = memory;//3設(shè)置instance指向更分配的內(nèi)存地址
這幾個(gè)步驟的執(zhí)行時(shí)序在單線程情況下可能如下：

而在多線程的情況下，可能如下：

public class Singleton {
    private static volatile Singleton instance = null;
    private Singleton(){}
    public static Singleton getInstance() {
        if (null == instance) {
            synchronized (Singleton.class) {
                if (null == instance) {
                    instance = new Singleton();// 7問題發(fā)生的根源
                }
            }
        }
        return instance;
    }
}

二.基于類初始化的解決方案

public class Singleton {
    private Singleton(){}
    private static class SingletonHolder{
        public static Singleton instance = new Singleton();
    }
    public static Singleton getInstance(){
        return SingletonHolder.instance;
    }
}

根據(jù)java語言規(guī)范，在以下幾種情況下，類會(huì)被初始化：
1）T是一個(gè)類，而且一個(gè)T類型的實(shí)例被創(chuàng)建。
2）T是一個(gè)類，且T中聲明的一個(gè)靜態(tài)方法被調(diào)用。
3）T中聲明的一個(gè)靜態(tài)字段被賦值。
4）T中聲明的一個(gè)靜態(tài)字段被使用，而且這個(gè)字段不是一個(gè)常量字段。
5）T是一個(gè)頂級(jí)類（Top Level Class，見Java語言規(guī)范的§7.6），而且一個(gè)斷言語句嵌套在T
內(nèi)部被執(zhí)行。
在Singleton示例中，首次執(zhí)行g(shù)etInstance方法（會(huì)觸發(fā)情況4）的線程將導(dǎo)致SingletonHolder類被初始化。
該延遲加載方案是基于JVM的類初始化原理實(shí)現(xiàn)的Instance實(shí)例化一次的單例。在執(zhí)行累的初始化期間，JVM回去獲取一個(gè)鎖，該鎖可以同步多個(gè)線程對(duì)同一個(gè)類的初始化。
JVM對(duì)類的初始化原理如下：
對(duì)于每一個(gè)類或接口C，都有一個(gè)初始化鎖LC。至于C和LC的映射方式則由JVM實(shí)現(xiàn)靈活定制，JVM在類初始化期間會(huì)獲取這個(gè)初始化鎖，并且每個(gè)線程至少獲取一次鎖來確保這個(gè)類已經(jīng)被初始化過了。因此，C的初始化過程如下：
1，等待并嘗試獲取C的初始化鎖LC
2，如果C的Class對(duì)象表明其他線程正在進(jìn)行C的初始化，那么釋放LC，并阻塞當(dāng)前線程，直到其他線程完成初始化過程。
3，如果C的Class對(duì)象表明當(dāng)前線程正在進(jìn)行C的初始化，那么直接完成初始化過程并釋放之前獲取的鎖LC。
4，如果C的Class對(duì)象表明C已經(jīng)被初始化完成，那么不需要其他操作，釋放鎖LC。
5，如果C的Class對(duì)象處于失敗狀態(tài)，那么無法完成初始化，釋放鎖LC，拋出NoClassDefFoundError。
6，否則，記錄下當(dāng)前線程正在執(zhí)行C的Class對(duì)象的初始化過程，并釋放鎖LC。然后按照Class文件中ConstantValue屬性表中的順序，初始化所有final static屬性。
7，接下來，如果C是個(gè)類而不是接口，并且它的父類還沒有被初始化，那么先遞歸的初始化他的父類，如果必要，先執(zhí)行驗(yàn)證，準(zhǔn)備。
如果父類的初始化過程中，因?yàn)楫惓Ｍ蝗恢袛?，然后獲得鎖LC，將C的Class對(duì)象標(biāo)記為失敗狀態(tài)，通知所有等待的線程，釋放鎖LC，拋出異常。
8，再接下來，通過查詢C的定義類加載器來判斷C的斷言是否可用。
9，然后執(zhí)行類或接口的初始化方法。
10，如果類或接口的初始化方法執(zhí)行正常完成，那么獲得鎖LC，將Ｃ的Class對(duì)象標(biāo)記為初始化完成，通知其他線程，釋放鎖LC，然后正常結(jié)束該過程。
11，否則，方法執(zhí)行中拋出異常Ｅ，如果Ｅ不是Error或者它的的子類，那么創(chuàng)建ExceptionInInitializerError，并將E作為它的參數(shù)。
12，獲取鎖LC，將C的Class對(duì)象標(biāo)記為失敗狀態(tài)，通知其他等待線程，釋放鎖LC，然后拋出異常，中斷該過程。

兩個(gè)線程并發(fā)調(diào)用Singleton.getInstacne的示意圖：

字段延遲初始化降低了類初始化或創(chuàng)建實(shí)例的開銷，但增加了訪問被延遲初始化字段的開銷。如字段確實(shí)需要延遲初始化，如果是需對(duì)實(shí)例字段使用延遲初始化，可用基于volatile的延遲初始化方案；如果需對(duì)靜態(tài)字段使用線程安全的延遲初始化，可使用基于類初始化的方案。