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;
    }
}

 

--------------以上皆原创,给未来的自己留下一点学习的痕迹!--------
posted @ 2021-03-01 03:01  java小新人  阅读(74)  评论(0编辑  收藏  举报