单例模式讨论-白红宇

单例模式讨论

阅读量：4220 次

发布时间：2019-05-26

本文共 3482 字，大约阅读时间需要 11 分钟。

在之前的博文中曾经介绍过单例模式：

https://blog.csdn.net/timchen525/article/details/78244101

这里重新讨论们下单例模式，并且引入了一个基于枚举的单例模式。

    分析如下代码： 

** * 懒汉模式 */public class SingletonExample {    // 私有构造函数    private SingletonExample() {    }    // 单例对象    private static SingletonExample instance = null;    // 静态的工厂方法    public static SingletonExample getInstance() {        if (null == instance) {            instance = new SingletonExample();        }        return instance;    }}

    上述代码也叫作懒汉模式，即只在第一次被调用的时候才初始化， 
不是线程安全的。不安全的原因：当两个线程同时运行到if(null == instance)则，同时进行instance = new SingleExample()；即被实例化两次。 

改进添加同步操作（synchronized）：

public class SingletonExample {    // 私有构造函数    private SingletonExample() {    }    // 单例对象    private static SingletonExample instance = null;    // 静态的工厂方法    public static synchronized SingletonExample getInstance() {        if (null == instance) {            instance = new SingletonExample();        }        return instance;    }}

    上述添加了synchronized使得该方法同一时刻只能被一个线程访问。因此，这种改进后的代码是线程安全的。 

进一步基于synchronized进行改进：

public class SingletonExample {    // 私有构造函数    private SingletonExample() {    }    // 单例对象    private static SingletonExample instance = null;    // 静态的工厂方法    public static SingletonExample getInstance() {        if (null == instance) { // B            synchronized (SingletonExample.class) {                if (null == instance) { // 双重检测机制                    instance = new SingletonExample();  // A-3                }            }        }        return instance;    }}

分析：上述代码将同步synchronized移到判null之后，此时，可能有两个线程同时要去获取synchronized(SingletonExample.class)，因此，在内部里面再次判断一次。这样写的好处，之后，null != instance可以直接return，而不用进行同步synchronized操作。 

注意注意：上述 
不是线程安全的。 

    instance = new SingletonExample()操作需要进行如下操作： 

    1）memory = allocate()分配对象的内存空间 

    2）ctorInstance()初始化对象 

    3）instance = memory设置instance的指向刚分配的内存 

比如如下情况： JVM和CPU优化，发生了指令重排 

    1）memory = allocate()分配对象的内存空间 

3）instance = memory设置instance的指向刚分配的内存 

    2）ctorInstance()初始化对象 

    比如：两个线程，线程B执行到if(instance == null) 此时，线程B执行到instance=new SingletonExample();而new的操作被CPU指令重拍，比如到 
3）,此时，instance == null判断不成立，变返回instance产生错误。 

再次改进上述线程不安全的单例（添加volatile）(
线程安全写法，推荐
)：

    volatile + 双重检测机制 = 实现线程安全的单例模式 

public class SingletonExample {    // 私有构造函数    private SingletonExample() {    }    // 单例对象    private volatile static SingletonExample instance = null;    // 静态的工厂方法    public static SingletonExample getInstance() {        if (null == instance) {            synchronized (SingletonExample.class) {                if (null == instance) {                    instance = new SingletonExample();                }            }        }        return instance;    }}

改进成
饿汉模式(线程安全的)
：

    即单例模式在类加载时进行创建： 

public class SingletonExample {    // 私有构造函数    private SingletonExample() {    }    // 单例对象    private static SingletonExample instance = new SingletonExample();    // 静态的工厂方法    public static SingletonExample getInstance() {        return instance;    }}

    饿汉模式是 
线程安全的，但是可能会引起程序初始化加载变慢，如果程序没有使用，则会造成资源浪费。 

枚举模式实现线程安全（
最推荐，线程安全的
）：

public class SingletonExample {    // 私有构造函数    private SingletonExample() {    }    public static SingletonExample getInstance() {        return Singleton.INSTANCE.getInstance();    }    private enum Singleton {        INSTANCE;        private SingletonExample singletonExample;        // JVM保证这个方法绝对只调用一次        Singleton() {            singletonExample = new SingletonExample();        }        public SingletonExample getInstance() {            return singletonExample;        }    }}

    JVM保证构造函数Single()被调用一次，因此是线程安全的。 

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