javaEE——单例模式

目录

• 前言
• 1.概念
• [2. 实现](#2. 实现)
• [3. 比较和改进](#3. 比较和改进)
• 总结

前言

本篇文章来介绍单例模式，并讲述在保证线程安全的前提下，单例模式的写法。

1.概念

单例模式是一种设计模式，可以说是写代码的一种模板，如果在一些固定的场景下按照设计模式进行写代码，写出来的代码一定不会很差。

设计模式有非常多种，这里就介绍单例模式这一种。

单例指的是单个实例，在一些场景中，我们希望一个类只能有唯一的实例，我们就可以使用单例模式这种设计模式。

2. 实现

下面介绍如何在Java中实现单例模式，单例模式有很多种实现方法，在这里我们就介绍两种最常用的：饿汉式和懒汉式。

饿汉式是先创建一个静态的实例，通过getInstance方法来获取这个唯一的实例，下面看例子：

//单例模式之饿汉式
class Singleton{
    //先创建一个静态的实例
    private static Singleton instance = new Singleton();

    public static Singleton getInstance(){
        return instance;
    }
    
    private Singleton(){
        //私有化构造方法
    }
}

public class Demo23 {
    public static void main(String[] args) {
        Singleton s1 = Singleton.getInstance();
        Singleton s2 = Singleton.getInstance();
        System.out.println(s1 == s2); // true
    }
}

注意，要将构造方法私有化，来防止外部自行创建新的实例。

懒汉式则是在第一次调取getInstance方法时，才会创建实例，下面看示例：

//单例模式之懒汉式
class SingletonLazy {
    private static SingletonLazy instance;

    private SingletonLazy() {
        //私有化构造方法
    }

    public static SingletonLazy getInstance() {
        if (instance == null) {
            instance = new SingletonLazy();
        }
        return instance;
    }
}

public class Demo24 {
    public static void main(String[] args) {
        SingletonLazy s1 = SingletonLazy.getInstance();
        SingletonLazy s2 = SingletonLazy.getInstance();
        System.out.println(s1 == s2); // true
    }
}

3. 比较和改进

如果我们在多线程条件下调用getInstance，不难发现，懒汉模式线程不安全，因为在多个线程调用getInstance时，可能会判定到好几次instance == null，这样会导致创建好几个不同的实例。在饿汉模式下，由于已经提前创建好实例，调用getInstance只会返回这个实例，所以线程安全。

下面对懒汉模式进行改进，保证其线程安全：

//单例模式之懒汉式
class SingletonLazy {
    private static volatile Object locker = new Object();
    private static SingletonLazy instance;

    private SingletonLazy() {
        //私有化构造方法
    }

    public static SingletonLazy getInstance() {
        if (instance == null) {
            synchronized (locker){
                if (instance == null) {
                    instance = new SingletonLazy();
                }
            }
        }


        return instance;
    }
}

对实例化对象进行加锁，由于每次一个线程都要先加锁，操作过于繁琐，所以在外层再添加一个判断条件，判断instance是否被实例化，如果实例化则直接返回instance，不需要再进行加锁判断，在此之后，还要给locker加上volatile关键字，防止编译器优化，这里的编译器优化是"指令重排序"，而进行优化之后，多线程进行操作的时候会出现问题，导致instance还没有初始化就被返回，这是指令重排序而造成的线程安全问题。

总结

这篇文章简单介绍了线程安全模式下单例模式的写法，希望对大家有所帮助。