Java基础-单例模式
概述
使用一个私有构造函数、一个私有静态变量以及一个公有静态函数来实现。
私有构造函数保证了不能通过构造函数来创建对象实例,只能通过公有静态函数返回唯一的私有静态变量。
实现
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懒汉式-线程不安全
以下实现中,私有静态变量uniqueInstance被延迟实例化,这样做的好处是,如果没有用到该类,那么就不会实例化uniqueInstance,从而节约资源。
public class SingLeton{
private static SingLeton uniqueInstance;
private SingLeton(){
}
public static SingLeton getUniqueInstance(){
if(uniqueInstance==null){
uniqueInstance =new SingLeton();
}
return uniqueInstance;
}
}
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懒汉式-线程安全
只需要对getUniqueInstance()方法加锁,那么在一个时间点只能有一个线程能够进入该方法,从而避免了uniqueInstance进行多次实例化的问题。
但是这样有一个问题,就是当一个线程进入该方法后,其他线程视图进入该方法都必须等待,因此性能上有一定的损耗。
public static synchroinized SingLeton getUniqueInstance(){
if(uniqueInstance ==null){
uniqueInstance =new SingLeton();
}
return uniqueInstance;
}
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饿汉式-线程安全
线程不安全问题主要由uniqueInstance被实例化了多次,如果uniqueInstance采用直接实例化的话,就不会被实例化多次,也就不会产生线程不安全的问题,但是直接实例化的方式也丢失了延迟实例化带来的节约资源的优势。
private static SingLeton uniqueInstance = new SingLeton();
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双重校验锁-线程安全
uniqueInstance只需要被实例化一次,之后就可以直接使用了,加锁操作只需要对实例化那部分代码进行,也就是说,只有当uniqueInstance没有被实例化时,才需要进行加锁。
双重校验锁先判断uniqueInstance是否已经被实例化了,如果没有被实例化,那么才对实例化语句进行加锁。
public class SingLeton{
private volatile static SingLeton uniqueInstance;
private SinaLeton uniqueInstance;
public static SingLeton getUniqueInstance(){
if(uniqueInstance==null){
synchronized(SingLeton.class){
if(uniqueInstance == null){
uniqueInstance = new SingLeton();
}
}
}
return uniqueInstance;
}
}
考虑下面的实现,也就是只使用了一个if语句,在uniqueInstance==null的情况下,如果两个线程同时执行if语句,那么两个线程就会同时进入if语句块内,虽然在if语句块内有加锁操作,但是两个线程都会执行uniqueInstance=new SingLeton(),这条语句,只是早晚的问题,也就是说会进行两次实例化,从而产生了两个实例,因此必须使用双重校验锁,也就是需要使用两个if判断。
if(uniqueInstance == null){
synchronized(SingLeton.class){
uniqueInstance =new SingLeton();
}
}
uniqueInstance 采用volatile关键字修饰也是很也必要的。
uniqueInstance=new SingLeton();这段代码其实是分为三步执行。
- 分配内存空间。
- 初始化对象。
- 将uniqueInstance指向分配的内存地址。
但是由于JVM具有指令重排的特性,有可能执行顺序变为了1>3>2,这在单线程情况下自然是没有问题的,但是如果是多线程就有可能B线程获得是一个还没有初始化的对象以致于程序出错。
使用使用volatile修饰,目的是禁止JVM的指令重排,保证在多线程环境下也能正常运行。