单例设计模式--java进阶day16

1.单例设计模式

确保某个类的对象在内存中只占有一份，节省资源空间

2.实现单例设计模式

分为两种设计，一种是饿汉式，简单粗暴；一种是懒汉式，面试会问

[1]饿汉式

先将类的构造方法私有化，让用户无法直接new对象，保证对象唯一

接着，我们在类里new一个对象，供用户使用

但是s是非静态成员，只能new对象才能获取，可构造方法已经被我们私有化，因此，我们加上static修饰，让用户通过类名直接获取

接着，我们调用两次s，很明显，两次调用的对象是同一个

还需要优化代码，使用public修饰，放大权限；使用final修饰，防止唯一的对象被用户恶意篡改

最简单的饿汉式写法就已经写好了

但是，这样写没有体现出面向对象思想，面向对象是通过调用方法去解决问题，所以，我们再写一个方法返回s，让用户掉用方法去获取对象更为合适

既然写了方法去获取对象，那么我们就需要私有化s，防止用户再类名调用s，既然私有化了s，也就不再需要final修饰了 如图

[2]懒汉式

懒汉式第一步也是先私有化构造方法

所谓懒汉式，就是很懒，先声明变量s，不进行初始化

当用户在调用方法获取对象时，此时再new对象，将对象返回给用户

但是这种写法，不能保证对象唯一

因为new了两次对象，调用一次getInstance就new了一个对象，调用两次自然两个对象

所以，我们要在方法里加入判断，当s为null时再new对象，如果s被创建了就不为null，也就不会再创建对象

上图只是懒汉式的入门写法，而且存在弊端，在多线程并发操作时，可能会创建出多个对象

原因分析

假设线程1拿到执行权，s此时为null，符合条件，线程1进入if内部

线程1刚要创建对象时，线程2抢到执行权，s还是null，线程2也进入if内部

两条线程都进入了if内部，后续不会再进行if判断，直接new了两个对象

所以，我们要使用线程同步，当线程在new对象时，其他线程不要打扰，这样就可以避免创建多个对象

右键运行，都是同一份地址

代码还需要优化，这样写还是存在弊端，效率太低了

如图，当线程1抢到执行权，上锁，此时线程2进入了阻塞状态

执行完毕后，线程2抢到执行权，上锁，线程1进入阻塞状态（括号里的阻塞代表阻塞的次数）

假设线程1再次抢到执行权，上锁，线程2就又进入阻塞状态，此时线程2已经阻塞了两次了

执行完毕，线程2抢到执行权，上锁，线程1也阻塞了两次

所以，代码这样写，每次执行任务时，就必然会有一方线程阻塞，效率非常低

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但是，我们又无法避免阻塞的情况。既然无法避免，我们就要思考如何减少阻塞情况的发生

如图，我们在上锁前加上一个判断

假设线程1抢到执行权，s初始为null，进入if内部，此时，线程2抢到执行权，也进入if内部

线程1继续抢夺执行权，上锁，线程2第一次阻塞，满足if条件，创建对象

线程1执行完毕后，回到最外面，此时s已经创建好了，即便线程1抢到执行权也不满足第一个if的条件，不会再继续进入内部上锁

此时，线程2还在if内部，上锁，发现s不为null，释放锁，返回对象，执行结束

这时线程1、2都在最外面，发现s不为null，不满足第一个if条件，那就都不会进入if内部上锁，都直接返回对象了

这就是完整的懒汉式写法，也叫延迟加载模式