浅谈设计模式之单例模式

饿汉模式

java 复制代码
public class Singleton {
    private static Singleton instance = new Singleton();
    private Singleton() {}
    public static Singleton newInstance() {
        return instance;
    }
}

缺点:在需要初始化许多对象的时候会导致系统启动较慢,比如在有许多个单例对象的容器中,启动该容器的初始过程会比较长。

懒加载模式

java 复制代码
public class Singleton {
    private static Singleton instance = null;
    
    private Singleton(){}
    
    public static synchronized Singleton getInstance() {
        if(instance == null) {
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    }
}

缺点:同步方法锁住了对象,降低了系统的处理速度。

错误的双重锁检查

java 复制代码
public class Singleton {
    private static Singleton instance = null;
    private Singleton(){}
    public static Singleton getInstance() {
        if(instance == null) {
            synchronized(Singleton.class) {
                if(instance == null) {
                    instance = new Singleton();
                }
            }
        }
        return instance;
    }
}

这样的写法是有问题的。在JVM中, instance = new Singleton(); 语句并不是一个原子操作,分为创建对象和引用赋值两步。其中,创建对象需要为对象分配空间,再进行初始化。以上三步,分配内存永远是第一步,但是后面两步则可能被重排序。

JVM并不保证初始化先于引用赋值的顺序,因此很可能是先创建了对象,即在Singleton实例分配了内存空间,但是还未进行初始化,然后赋值给了instance,这是实例虽然分配到了空间,但是其并未完成初始化,而instance引用却不为空,这时另一个线程抢占执行,执行了getInstance()方法,便会发现instance不为null,从而直接返回了instance,导致系统出错。

正确的双重锁检查

java 复制代码
public class Singleton {
    private static volatile Singleton instance = null;
    private Singleton(){}
    public static Singleton getInstance() {
        if(instance == null) {
            synchronized(Singleton.class) {
                if(instance == null) {
                    instance = new Singleton();
                }
            }
        }
        return instance;
    }
}

利用volatile的内存可见性可以使得instance不会被线程缓存,所有的线程读写该对象都需要对主内存进行操作。

volatile还可以防止指令重排序,从而使得上述的双重锁检查代码正确执行。这里的防止指令重排序是指,volatile修饰的instance对象,在执行代码 instance = new Singleton()时不会再被JVM进行指令重排序,会按照 内存分配 -> 初始化 -> 引用赋值 的顺序执行

使用静态内部类

java 复制代码
public class Singleton {
    private Singleton() {}
    private static class SingletonFactory {
        private static Singleton instance = new Singleton();
    }
    public static Singleton getInstance() {
        return SingletonFactory.instance;
    }
    //序列化方法  可忽略
    public Object readResolve() {
        return getInstance();
    }
}

这样的写法利用了JVM的类加载机制,JVM在加载类的过程中确保了线程互斥,是线程安全的。外部类被加载时,不会立即加载内部类,从而instance不会立即被实例化。当getInstance() 第一次被调用时,内部类第一次被引用,从而加载了内部类,并完成了instance的实例化,而JVM的类加载机制确保了实例化instance的过程中的线程安全性。

缺点:使用静态内部类的方式,则存在传参的问题,外部无法传递参数给内部类

使用枚举

java 复制代码
public enum Singleton {
    INSTANCE;
    ...  //其他方法代码
}

枚举类型的实例创建出来天然就是单例的,并且是线程安全的。

如果本篇内容帮助到你,还请点个免费的Star,感谢。传送门:GitHub

相关推荐
User_芊芊君子1 分钟前
【Java】设计模式——单例、工厂、代理模式
java·设计模式·代理模式
2301_8035545210 分钟前
正向代理,反向代理,负载均衡还有nginx
java·nginx·负载均衡
要开心吖ZSH12 分钟前
软件设计师备考-(十六)数据结构及算法应用(重要)
java·数据结构·算法·软考·软件设计师
向上的车轮20 分钟前
基于Java Spring Boot的云原生TodoList Demo 项目,验证云原生核心特性
java·spring boot·云原生
程序员清风22 分钟前
快手一面:为什么要求用Static来修饰ThreadLocal变量?
java·后端·面试
逍遥德22 分钟前
Java8 Comparator接口 和 List Steam 排序使用案例
java·spring boot·list·排序算法
前行的小黑炭41 分钟前
Android :如何快速让布局适配手机和平板?
android·java·kotlin
_BugMan2 小时前
【IDEA】干活?一个IDEA即可,集成开发平台打造攻略
java·ide·intellij-idea
YA3333 小时前
java设计模式二、工厂
java·开发语言·设计模式
金色天际线-3 小时前
Nginx 优化与防盗链配置指南
java·后端·spring