单例设计模式

单例模式：
定义：某个类在某个系统中只能有一个实例化对象被获取和使用
实现要点： 1.构造器私有
2.含有一个该类的静态变量保存这个唯一实例
3.对外提供获取该实例对象的方式
分类：1.饿汉式 2.懒汉式
下面对这两种单例模式展开分析，进行对比

饿汉式
1.代码实现1(静态常量方式实现)

public class SingleTon{
	private static final SingleTon singleTon = new SingleTon();
	private SingleTon(){}
	public static SingleTon getSingleTon(){
		return singleTon;`
	}
}

2.代码实现2(静态代码块方式实现)

public class SingleTon{
	private staic SingleTon;
	//在代码块执行时，创建单例对象
	static {
        singleTon = new SingleTon();
    }
	private SingleTon(){}
	public static SingleTon getSingleTon(){
		return singleTon;
    }
}
public class TestSingleTon{
	public static void main(Stirng[] args){
		SingleTon s1 = SindleTon.getSingleTon;
		SingleTon s2 = SindleTon.getSingleTon;
		System.out.println(s1 == s2); //true
		}
}

3.特点及代码分析
1)私有化构造器
2)在类的内部创建一个类的实例，static
3)私有化对象，通过公共方法调用
4)此方法只能通过类来调用，因为是static的，类的实例也是static的
5)只创建一个对象，不会有线程不安全的情况
6)在类加载是就完成了类实例化，避免了线程同步问题，但没有达到Lazy Loading的效果，如果没有使用过这个对象，会造成内存浪费
7)如何避免这种情况发生呢？可以采用枚举形式实现单例模式
代码块如下：
public enum SingleTon{
INSTANCE;
}

懒汉式
1.代码实现1(线程不安全方式)

public class SingleTon{
	private SingleTon(){}
	private static SingleTon singleTon = null;
	//当调用方法时，才创建单例对象
	public static SingleTon getSingleTon(){
		if(singleTon == null){
			singleTon = new SingleTon();
		}
		return singleTon;
	}
}

2.代码分析1
1)起到了lazy Loading的作用，即延迟加载对象，但只能在单线程时使用
2)如果在多个线程下，一个线程进入了if(singleTon == null)判断语句时，若满足条件判断且还没来得及继续执行，另一个线程也进入到if(singleTon == null)判断语句，这就会产生多个实例对象，即线程不安全。
3.代码实现2(线程安全方式\双重检查)

public class SingleTon{
	private SingleTon(){}
	private static SingleTon singleTon = null;
	//当调用方法时，才创建单例对象
	public static SingleTon getSingleTon(){
		if(singleTon == null){//第一层检查，检查是否有引用对象，如果一个线程获取了实例，则不需要进入同步代码块中了
		synchronized (SingleTon.class){//第一层锁，保证只有一个线程进入。同步代码块使用的锁是单例的字节码文件对象，且只能用这个锁
		        if(singleTon == null){ //第二层检查
			        singleTon = new SingleTon();
	  	        }
	        }
	        }
                return singleTon;
}

4.代码分析2
//volatile关键字的作用为禁止指令重排，保证返回singleTon对象一定在创建对象后
singleTon = new SingleTon();该语句的底层实现逻辑为：
(1)在堆上开辟空间
(2)属性初始化
(3)引用指向对象
//假设以上三个内容为三条单独指令，因指令重排可能会导致执行顺序为1->3->2(正常为1->2->3),当单例模式中存在普通变量需要在构造方法中进行初始化操作时，单线程情况下，顺序重排没有影响；但在多线程情况下，假如线程1执行singleton=new Singleton();语句时先1再3，由于系统调度线程2的原因没来得及执行步骤2，但此时已有引用指向对象也就是singleton!=null，故线程2在第一次检查时不满足条件直接返回singleton，此时singleton为null(即str值为null)
//volatile关键字可保证singleton=new Singleton();语句执行顺序为123，因其为非原子性依旧可能存在系统调度问题(即执行步骤时被打断)，但能确保的是只要singleton!=0，就表明一定执行了属性初始化操作；而若在步骤3之前被打断，其他线程可进入第一层检查向下执行创建对象.此时线程2拿到的不是一个null singleton，而是一个没有被步骤2正确初始化的singleton。

5.代码实现3(静态内部类)
//懒汉式：静态内部类形式

public class SingleTon {
	private SingleTon(){
	}
	private static class Inner{
	private static final SingleTon SINGLE_TON = new SingleTon();
	}
	public static SingleTon getSingleTon(){
		return Inner.SINGLE_TON;
	}
}

//分析：(1)只有在调用方法时，才会加载到内部类，从而完成类的实例化，singleTon。
(2)避免了线程不安全，利用静态内部类特点实现延迟加载，效率高。

6.实际应用

public class LazySingleDesign {
	private static LazySingleDesign lazySingleDesign = null ;
	private LazySingleDesign(){}

	public static LazySingleDesign getInstance(){
		synchronized(LazySingleDesign.class){
		if(lazySingleDesign == null){
			lazySingleDesign = new LazySingleDesign();
		}
	}
		return lazySingleDesign;
	}
}
@Test
	public void test() {
    	ExecutorService executor = Executors.newFixedThreadPool(10);
        for(int i = 0 ; i < 10;i++){
            executor.execute(new Runnable() {
            @Override
            public void run() {
                LazySingleDesign user = LazySingleDesign.getInstance();
                System.out.println("design = " + user);}});
        }
    }
//getInstance(）方法内的第一个if判断可以去掉，生成的也是单例。另外可见性可以去掉也不影响生成的单例。

参考文章链接：1.https://blog.csdn.net/weixin_42617262/article/details/90448083
2.https://big-data.blog.csdn.net/article/details/83422780?spm=1001.2101.3001.6650.9&utm_medium=distribute.pc_relevant.none-task-blog-2_defaultBlogCommendFromBaidu_{Rate-9-83422780-blog-115265060.pc_relevant_3mothn_strategy_recovery&depth_1-utm_source=distribute.pc_relevant.none-task-blog-2}default_{BlogCommendFromBaidu}Rate-9-83422780-blog-115265060.pc_relevant_3mothn_strategy_recovery&utm_relevant_index=16
3.https://blog.csdn.net/qq_42804736/article/details/115265060

posted @ 2023-02-28 16:04 zWANG1228 阅读(56) 评论(0) 收藏举报

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