创建对象中的单例模式

单例模式

简介

单例模式是oop（面向对象编程）语言的一种概念顾名思义就是一个类只能有一个实例化对象

单例模式分为两种：1 懒汉式加载 2 饿汉式加载他们又分别有传统实现和优化的推荐实现

spring框架创建对象就是单例模式

懒汉式单例

特点;当需要使用对象的时候才进行实例化。

由于可能有多个线程同时使用对象因此需要考虑线程安全问题，防止并发访时生成多个实例。

通常使用加锁来解决冲突是用时间换空间的方案

传统实现代码：

java 复制代码

public class Singleton {
//    设置构造方法
    private Singleton(){};
//    声明一个Singleton对象为obj
    private static Singleton obj;
//    加锁保证obj只能实例化一次 时间换空间
    public static synchronized Singleton getInstance(){
        if (obj==null){
            obj=new Singleton();
        }
        return obj;
    }
}

传统实现方法中，每次获取实例都要被synchronized关键字串行化即使已经生成了对象实例

而我们加锁的目的是为了防止生成多个实例，因此其实只需要对生成实例的代码加锁，生成实例后，可支持并发访问，提高性能

优化后代码

java 复制代码

package com.xsy.lx.service.entity;

public class Singleton1 {
    //设置私有构造方法
    private Singleton1(){}
    // 最后解释volatile关键字
    private  volatile static Singleton1  obj;
    //获取实例对象的方法
    public static Singleton1  getInstance(){
        //如果已有实例则直接返回，不走锁
        if(obj==null){
            //仅在没生成实例时加锁控制，使并发访问串行化
            synchronized(Singleton.class){
                //多个线程会按序执行到此处，需要再次检查是否已经实例化
                if(obj==null){
                    obj = new Singleton1();
                }
            }
        }
        return  obj;
    }
}

优化实现由于检查了两次对象是否已经实例化，因此该方法又被称为"双检发" 能够保证线程安全的同时提升对象实例化后的调用性能

饿汉式单例

饿汉单例的特点是：类加载时便实例化

能够在第一时间实例化对象供其他方法使用是拿空间换时间的方案

传统代码实现

java 复制代码

package com.xsy.lx.service.entity;

public class Singleton3 {

    private Singleton3(){};
    private static Singleton3 obj=new Singleton3();

    public static Singleton3 getintance(){
        return obj;
    }
}

通过static关键字在类加载时创建对象

优化实现：

上述传统方法中，由于类加载时就实例化对象，因此当我们调用这个类的其他静态方法时，也会触发类加载器，从而实例化单例独享，会导致空间的暂时浪费。

由于静态内部类中的对象不会默认加载，直到调用了获取该内部类属性的方法因此可用静态内部类封装实例变量

java 复制代码

package com.xsy.lx.service.entity;

public class Singleton4 {
    // 私有构造函数
    private Singleton4() {}

    // 静态内部类
    private static class SingletonHolder {
        private static Singleton4 instance = new Singleton4();
    }
    public static Singleton4 getInstance(){
        return SingletonHolder.instance;
    }
}

上述两种实现方法中，最推荐这种优化后的饿汉式实现，利用static保证线程安全，利用静态内部类节约了空间，实现了lazy-loading（懒加载），而且代码非常简短，可谓是一箭三雕。

单例模式细节深入分析

设计模式是开发岗位中的高频考点，在设计模式中，单例模式是基本必考的

为什么面试官爱问单例模式？原因如下：

1单例模式是我们平时编程中最常用的设计模式之一

2 单例模式实现简单，不会占用太多面试时间

3 单例模式的实现有很多种而且有优劣之分能够体现面试者的基本功和水平

虽然懒汉式单例优化版的实现代码相对复杂但是有一些细节值得学习和考究

比如这行声明实例的代码中为什么要使用volatile关键字？

java 复制代码

private volatile static Singleton obj;

如果不添加的话可能出现获取实例为null的情况！

因为使用new来创建对象不是一个原子操作（不可分割的操作序列，要么都成功，要么都失败），而是会被编译成如下三条指令：

给实例分配内存
初始化实例的构造
将实际对象指向分配的内存空间（此时实例应该已经不为空）

正常的思路是123一定按顺序执行。

但事实上，Java会对进行指令重排序。

JVM根据处理器的特性，充分利用多级缓存，多核等进行适当的指令重排序，使程序在保证业务运行的同时，充分利用CPU的执行特点，最大的发挥机器的性能。

即JVM虚拟机在执行上面三条指令时，可能按照132的顺序执行。

假设当13执行完，2还未执行时，如果另外一个线程调用getInstance()，会在判断对象是否为null时返回false（因为3已执行，对象指向了内存空间，已不为空），然后直接返回实例。但由于此时2还没执行，实例并未完全初始化，只是分配了内存空间，就会导致使用对象时出现错误（引用逃逸）。

注意：final字段不能保证初始化过程中的可见性，也无法禁止指令重排序！

而voliate关键字可以通过内存屏障禁止指令重排序，保证创建对象时的123步骤按顺序执行，从而解决上述问题。