纷享静态内部类单例为什么这么实现 2019-08-08

代码实现

方式一

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public class StaticParam {
    private static StaticParam ourInstance = new StaticParam();
    public static StaticParam getInstance() {
        return ourInstance;
    }
    private StaticParam() {
    }
}

方式二

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public class SingleHolder {
    private SingleHolder() {
    }
    private static class Holder {
        private static SingleHolder instance = new SingleHolder();
    }
    public SingleHolder getInstance() {
        return Holder.instance;
    }
}

方式一俗称饿汉模式，即在类加载的时候就完成单例的初始化。该种方式虽然依赖类加载机制可以保证线程安全，但是在类加载之后就直接初始化，会直接占用内存，造成内存浪费。
方式二利用静态内部类的静态变量来保存单例对象，只有通过 getInstance() 方法访问时，才会触发内部类的加载和初始化，从而完成单例的初始化。所以方法二相较于方法一可以实现延迟加载，从而在真正使用单例对象的时候再进行初始化，节省内存。

两种方式都依赖类的加载机制来保证线程安全，那类加载具体过程是怎样的呢？

类加载机制

JVM 加载类分为 7 个阶段：加载，验证，准备，解析，初始化，使用，卸载。

加载

类加载过程即将字节码加载到 JVM 内存中的过程。 Java 源码在编译成字节码之后可以保持在磁盘，Jar 包，网络中，JVM支持从这些源加载字节码到 JVM 中。
类加载到内存中，会在 JVM 的方法区创建一个对象的 Class 对象，通过这个 Class 对象，我们可以获取这个类的所有基本信息，成员变量，方法定义等。

验证

为保证已加载类能被 JVM 正确的识别，需要在加载完成后做验证，验证主要分为：

  1. 文件格式验证，主要验证字节码是否符合规范，当前 JVM 版本是否支持，能否被 JVM 正确识别并存储到方法区等。

  2. 元数据校验，验证类文件中数据类型，语法等是否合法

  3. 字节码校验，分析代码语句及逻辑，防止代码有危害 JVM 的操作

  4. 符号引用校验，分析代码对于类以外内容引用的合法性。例如常量池内对象，其他类文件等。

准备

该阶段会对类变量进行赋初值，内存的分配发生在方法区。类变量仅包含类定义的静态变量，基本类型被赋初始值，应用类型被赋 null。

解析

解析阶段会将符号引用转换为直接引用。符号引用是存在于 Class 文件中的数据，解析阶段会将文件中的接口，类，变量，方法等映射到内存中，将其内存引用缓存起来以供后续使用

初始化并使用

初始化阶段才开始真正执行用户代码逻辑。触发初始化的时机包括 new 关键字创建对象，访问类的静态字段或调用静态方法等。该阶段会按照代码中的逻辑对变量进行初始化，该过程其实是底层 clinit 方法执行的过程。虚拟机会保证 clinit 方法在多线程环境中能被正确的加锁和同步，从而保证仅有一个线程执行类的 clinit 方法。

初始化还有一个阶段是调用 init 方法进行对象的初始化，也即调用类的构造方法按照用户代码逻辑初始化一个对象。

卸载

类的卸载条件：

  1. 类的所有实例均被回收
  2. 类的 ClassLoader 已被回收

由此可以看出，JVM 自身所带的类加载器在 JVM 整个生命周期是不会被卸载的，只有用户定义了 ClassLoader 的类才可能被卸载。

参考：「深入java虚拟机学习 – 类的加载机制」地址

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