2021年3月1日星期一

设计模式之一单例模式(java实现)

  学习一下各种设计模式,看以后的用不用得上╮(╯_╰)╭

1. 饱汉式

/** * 饱汉式 * 1. 构造器私有化 * 2. 静态的私有变量instance * 3. 静态的public方法 */public class Singleton { private static Singleton instance = new Singleton(); private Singleton() { } public static Singleton getInstance() {  return instance; }}

  懒汉式缺点:不管用不用这个对象,都会实例化,浪费资源;

 

2 饿汉式

/** * 饿汉式 * 只有在需要获取实例的时候,才会去实例化 */public class Singleton { private static Singleton instance; private Singleton() { } public static Singleton getInstance() {  if (instance == null) {   instance = new Singleton();  }  return instance; }}

  恶汉式也带来了问题,就是线程不安全

 

3. 对饿汉式+synchronized 

/** * 饿汉式+synchronized * 只有在需要获取实例的时候,才会去实例化 */public class Singleton { private static Singleton instance; private Singleton() { } public synchronized static Singleton getInstance() {  if (instance == null) {   instance = new Singleton();  }  return instance; }}

 

  在方法上加锁会锁住整个方法,继续优化一下,只是给new对象的部分代码加锁:

/** * 饿汉式+synchronized同步代码块 * 只有在需要获取实例的时候,才会去实例化 */public class Singleton { private static Singleton instance; private Singleton() { } public static Singleton getInstance() {  if (instance == null) {   synchronized (Singleton.class) {    instance = new Singleton();   }  }  return instance; }}

  但是在同步代码块这样的方式有产生了问题:线程A和线程B都执行到了同步代码块这里,线程A先进去,实例化对象instance,释放锁,然后线程B才进去,于是也实例化了一个instance,于是就有两个实例了,线程不安全

 

4. 双重检测锁

/** * 双重检测锁 * */public class Singleton { private static Singleton instance; private Singleton() { } public static Singleton getInstance() {  if (instance == null) {   synchronized (Singleton.class) {    if (instance == null) {     instance = new Singleton();    }   }  }  return instance; }}

 

  但是上面双重检测的方式在超高并发的环境下也有问题,涉及到JVM层面指令重排,这个双重检测单例模式加不加volatile是个经典面试题

  举个例子:Singleton instance = new Singleton() 这条指令虽然我们程序员看起来就是一条指令,但是在jvm层面却是会分解成三条
    (1)在java堆中分配空间,创建对象

   (2) 给创建的对象初始化赋值

   (3)在java栈中创建局部变量instance,指向java堆中的对象

  在上面(2)和(3)因为指令重排可能交换了顺序,执行过程就是(1)-->(3)-->(2),当线程A执行到(1)->(3)的时候,此时instance指向的是一个半成品的实例,因为这个实例中的属性值还没有初始化;

  此时线程B来调用Singleton.getInstance()就会发现跳过了里面的if语句,直接返回了instance实例,于是在线程B中调用该实例的方法的时候就会出问题(半成品的对象是什么呢,想一下类加载机制,加载,链接(验证,准备,解析),初始化,在加载,链接之后,初始化之前的对象就是半成品的)

  可以使用volatile关键字进行优化,禁止指令重排;

 

5.1  双重检测锁+volatile实现单例(完美版)

/** * 双重检测+volatile */public class Singleton { private static volatile Singleton instance; private Singleton() { } public static Singleton getInstance() {  if (instance == null) {   synchronized (Singleton.class) {    if (instance == null) {     instance = new Singleton();    }   }  }  return instance; }}

 

5.2 枚举实现(完美版)

/** * 枚举方式实现 */public enum SingletonEnum { instance; }

 

5.3 静态内部类的方式实现单例(完美版)

/** * 静态内部类实现单例 */public class Singleton { private static Singleton instance; private Singleton() { } private static class SingletonHelper {  private static final Singleton singleton = new Singleton(); } public static Singleton getInstance() {  return SingletonHelper.singleton; }}

 









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