一、简介
单例模式，指的是某一个类，只允许实例出一个对象存在。而实现单例模式有懒汉式和饿汉式。饿汉式指的是在创建类时就初始化好对象，，而懒汉式指的是在需要使用到对象实例时，才进行初始化对象。
二、实现方式
1、懒汉模式 第一次用到类实例的时候才会去实例化。
class singleton
{
protected:
singleton(){
}
private:
static singleton* p;
public:
static singleton* instance()
{
if (p == nullptr)
p = new singleton();
return p;
}
};
singleton* singleton :: p = nullptr;
上面这种简单的方式就是懒汉模式的单例模式，
但是这种方法是线程不安全的，
考虑两个线程同时首次调用 instance 方法
且同时检测到 p 是 nullptr 值，
则两个线程会同时构造一个实例给 p ，这是严重错误的。
解决：加锁
class singleton
{
protected:
singleton()
{
pthread_mutex_init(&mutex, nullptr);
}
private:
static singleton* p;
public:
static pthread_mutex_t mutex;
static singleton* instance()
{
if (p == nullptr)
{
pthread_mutex_lock(&mutex);
if (p == nullptr)
{
p = new singleton();
}
pthread_mutex_unlock(&mutex);
}
return p;
}
};
singleton* singleton::p = nullptr;
- 另一种实现方式使用内部静态变量：该方法很容易实现，在 instance 函数里定义一个静态的实例，也可以保证拥有唯一实例，在返回时只需要返回其指针就可以了。
class Singleton{
private String str;
private static volatile Singleton singleton;//第二层锁，volatile关键字禁止指令重排
private Singleton(){
str="hello";
}
public String getStr() {
return str;
}
public static Singleton getInstance(){
if(singleton==null){
//第一层检查，检查是否有引用指向对象，高并发情况下会有多个线程同时进入
synchronized (Singleton.class){
//第一层锁，保证只有一个线程进入
//双重检查，防止多个线程同时进入第一层检查(因单例模式只允许存在一个对象，故在创建对象之前无引用指向对象，所有线程均可进入第一层检查)
//当某一线程获得锁创建一个Singleton对象时,即已有引用指向对象，singleton不为空，从而保证只会创建一个对象
//假设没有第二层检查，那么第一个线程创建完对象释放锁后，后面进入对象也会创建对象，会产生多个对象
if(singleton==null){
//第二层检查
//volatile关键字作用为禁止指令重排，保证返回Singleton对象一定在创建对象后
singleton=new Singleton();
//singleton=new Singleton语句为非原子性，实际上会执行以下内容：
//(1)在堆上开辟空间；(2)属性初始化;(3)引用指向对象
//假设以上三个内容为三条单独指令，因指令重排可能会导致执行顺序为1->3->2(正常为1->2->3),当单例模式中存在普通变量需要在构造方法中进行初始化操作时，单线程情况下，顺序重排没有影响；但在多线程情况下，假如线程1执行singleton=new Singleton()语句时先1再3，由于系统调度线程2的原因没来得及执行步骤2，但此时已有引用指向对象也就是singleton!=null，故线程2在第一次检查时不满足条件直接返回singleton，此时singleton为null(即str值为null)
//volatile关键字可保证singleton=new Singleton()语句执行顺序为123，因其为非原子性依旧可能存在系统调度问题(即执行步骤时被打断)，但能确保的是只要singleton!=0，就表明一定执行了属性初始化操作；而若在步骤3之前被打断，此时singleton依旧为null，其他线程可进入第一层检查向下执行创建对象
}
}
}
return singleton;
}
}
public class ThreadTest{
public static void main(String[] args) {
Singleton singleton=Singleton.getInstance();
System.out.println(singleton);
}
}
2、饿汉模式 饿了肯定要饥不择食，所以在单例类定义的时候就进行实例化。
饿汉模式本来就是线程安全的
class singleton
{
protected:
singleton(){
}
private:
static singleton *p;
public:
static singleton* instance()
{
return p;
}
};
singleton* singleton::p = new singleton();
三、volatile解决的问题
使用上述的加锁，似乎已经可以解决线程安全问题，而实际上仍然有出现问题的可能性，虽然说很小，分析如下：
p = new singleton();并非是原子操作，new创建对象分为三步：
1、内存中分配一段空间
2、初始化该空间
3、将p指向该空间
而由于指令可能存在重排（编译器优化或者cpu优化），可能执行的顺序为1、 3、 2
那么，一旦发生了重排序，在多线程的情况下，双重检查锁就会出现问题 ,可能存在如下：
线程1创建空间，new对象的指令顺序为1、 3、 2，并且未执行到2时由于线程调度切换为线程2，线程2再次判断if(p==null)，发现不为null，因此将未初始化的空间拿来用了。这时，调用一个未初始化的空间里面的方法，变量名等将可能导致错误。因此，使用volatile禁止指令重排。
static volatile singleton* p;