单例模式(Singleton)
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单例模式保证类在内存中只有一个实例。
饿汉式
所谓饿汉式,就是在类加载的时候就创建实例:
public class Singleton {
private Singleton() {
}
private static Singleton instance = new Singleton();
public static Singleton getInstance() {
return instance;
}
}
上面的例子中,当类被加载时,静态变量instance会被初始化,此时类的私有构造函数会被调用。这时候,单例类的唯一实例就被创建出来了。
JDK中Runtime类使用了单例模式,且使用的是饿汉式,所以,在开发中使用饿汉式,保证不会出问题:
懒汉式
所谓懒汉式,就是在类加载的时候不去创建实例,而是在第一次访问的时候创建实例:
public class Singleton {
private Singleton() {
}
public static Singleton instance = null;
public static Singleton getInstance() {
if (instance == null) {
instance = new Singleton();
}
return instance;
}
}
很明显,在多线程环境下,这种写法会有线程安全的问题。改进:
public class Singleton {
private Singleton() {
}
public static Singleton instance = null;
public synchronized static Singleton getInstance() {
if (instance == null) {
instance = new Singleton();
}
return instance;
}
}
上面的懒汉式使用了同步,在多线程环境下是线程安全的,效率低。那么有没有更好的方式实现呢?
可以使用“双重检查加锁(DCL)”的方式来实现,就可以既实现线程安全,又能够使性能不受很大的影响。
所谓“双重检查加锁”,指的是:并不是每次进入getInstance方法都需要同步,而是先不同步,进入方法后,先检查实例是否存在,如果不存在才进行下面的同步块,这是第一重检查,进入同步块过后,再次检查实例是否存在,如果不存在,就在同步的情况下创建一个实例,这是第二重检查。这样一来,就只需要同步一次了,从而减少了多次在同步情况下进行判断所浪费的时间。
“双重检查加锁”机制的实现会使用关键字volatile,它的意思是:被volatile修饰的变量的值,将不会被本地线程缓存,所有对该变量的读写都是直接操作共享内存,从而确保多个线程能正确的处理该变量。
注意:在java 1.4及以前版本中,很多JVM对于volatile关键字的实现的问题,会导致“双重检查加锁”的失败,因此“双重检查加锁”机制只只能用在java5及以上的版本。
public class Singleton {
private Singleton() {
}
private volatile static Singleton instance = null;
public static Singleton getInstance() {
if (instance == null) {
synchronized (Singleton.class) {
if (instance == null) {
instance = new Singleton();
}
}
}
return instance;
}
}
这种实现方式既可以实现线程安全地创建实例,而又不会对性能造成太大的影响。它只是第一次创建实例的时候同步,以后就不需要同步了,从而加快了运行速度。由于volatile关键字可能会屏蔽掉虚拟机中一些必要的代码优化,所以运行效率并不是很高。因此一般建议,没有特别的需要,不要使用。也就是说,虽然可以使用“双重检查加锁”机制来实现线程安全的单例,但并不建议大量采用,可以根据情况来选用。
懒汉式单例模式体现了两种思想,即懒加载思想和多线程思想。
其他实现
此外,单例模式还有一些其他写法,比如使用静态内部类实现:
public class Singleton {
private Singleton() {
}
private static class SingletonHolder {
private final static Singleton instance = new Singleton();
}
public static Singleton getInstance() {
return SingletonHolder.instance;
}
}
网址:单例模式(Singleton) https://www.yuejiaxmz.com/news/view/1011714
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