单例设计模式

单例设计模式概念

单例模式是java中常见的设计模式之一,主要有:懒汉单例模式,饿汉单例模式,还有登记式单例.这边主要讲懒汉和饿汉.单例模式有以下特点.

单例类只能有一个实例
单例类必须自己创建自己的唯一实例
单例;类必须给所有其他对象提供这一实例

懒汉设计模式代码

public class User {
    private User() {
    }

    private static User user = null;

    public static User getUser() {
        if (user == null) {
            user = new User();
        }
        return user;
    }
}

根据以上代码:user通过构造方法限定为private避免了类在外部被实例化,在同一个虚拟机范围内,user的唯一实例化只能通过get方法访问.

但是以上懒汉设计模式的实现没有考虑线程安全问题,它的线程是不安全的,在并发环境下可能出现多个user,要实现线程安全,需要对设计模式进行改造.

在get方法上加锁

改造代码

public static synchronized User getUser() {
        if (user == null) {
            user = new User();
        }
        return user;
    }

双重检查锁定

改造代码

public static  User getUser() {
        if (user == null) {
            synchronized (User.class){
                if (user==null){
                    user = new User();
                }
            }
        }
        return user;
    }

静态内部类

改造代码

public class User {

    private static class UserHolder {
        private static final User USER = new User();
    }

    private User() {
    }

    private static User user = null;

    public static User getUser() {
        return UserHolder.USER;
    }
}

3比1,2都好一些,即实现了线程安全,又避免了同步带来的性能影响.

饿汉设计模式代码

public class User {
    private User() {
    }
    private static User user = new User();
    public static User getUser() {
        return user;
    }
}

饿汉模式在类创建的同时就已经创建好了一个静态对象供系统使用,以后不会改变,所以天生是线程安全的.

饿汉式和懒汉式区别
从名字上来说，饿汉和懒汉，
饿汉就是类一旦加载，就把单例初始化完成，保证getinstance的时候，单例是已经存在的了而懒汉比较懒，只有当调用getlnstance的时候，才回去初始化这个单例。另外从以下两点再区分以下这两种方式:

线程安全:
饿汉式天生就是线程安全的，可以直接用于多线程而不会出现问题，懒汉式本身是非线程安全的，为了实现线程安全有几种写法，分别是上面的1、2、3，这三种实现在资源加载和性能方面有些区别。
资源加载和性能:
饿汉式在类创建的同时就实例化一个静态对象出来，不管之后会不会使用这个单例，都会占据一定的内存，但是相应的，在第一次调用时速度也会更快，因为其资源已经初始化完成，
而懒汉式顾名思义，会延迟加载，在第一次使用该单例的时候才会实例化对象出来，第一次调用时要做初始化，如果要做的工作比较多性能上会有些延迟，之后就和饿汉式一样了。

至于1、2、3这三种实现又有些区别，
第1种，在方法调用上加了同步，虽然线程安全了，但是每次都要同步，会影响性能，毕竟99%的情况下是不需要同步的第2种，在getlnstance中做了两次nul检查，确保了只有第一次调用单例的时候才会做同步，这样也是线程安全的，同时避免了每次都同步的性能损耗
第3种，利用了classloader的机制来保证初始化instance时只有一个线程，所以也是线程安全的，同时没有性能损耗，所以一般我倾向于使用这一种。
什么是线程安全?
如果你的代码所在的进程中有多个线程在同时运行，而这些线程可能会同时运行这段代码。如果每次运行结果和单线程运行的结果是一样的，而且其他的变量的值也和预期的是一样的，就是线程安全的。
或者说:一个类或者程序所提供的接口对于线程来说是原子操作，或者多个线程之间的切换不会导致该接口的执行结果存在二义性,也就是说我们不用考虑同步的问题，那就是线程安全的。

posted @ 2024-01-27 16:02 苦海无涯1693 阅读(21) 评论(0) 收藏举报

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单例设计模式

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