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前言：

單線程下的單例模式

餓漢模式

懶漢模式

多線程下的單例模式

懶漢模式的修改

1.加鎖

2.有條件的加鎖

3.解決內(nèi)存可見性和指令重排序

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前言：

本片文章介紹設(shè)計(jì)模式中的一個(gè)模式——單例模式。

單例模式就是只允許創(chuàng)建出一個(gè)實(shí)例的類。比如之前在使用JDBC編程的時(shí)候的DataSource這個(gè)類，就可以使用單例模式。見這篇文章http://t.csdn.cn/uq1lR。

其中單例模式有很多種實(shí)現(xiàn)方法，這里只用懶漢模式和餓漢模式來實(shí)現(xiàn)單例模式。

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單線程下的單例模式

單線程中，沒有線程安全問題，其代碼會(huì)簡單很多。

餓漢模式

餓漢模式體現(xiàn)出一個(gè)字——急。因?yàn)檫@個(gè)實(shí)例直接就是在類加載階段就被創(chuàng)建出來。

class SingletonHungry{

    // 用static修飾，這樣在類加載階段就有了這個(gè)實(shí)例
    private static SingletonHungry instance = new SingletonHungry();

    // 用靜態(tài)公開方法返回實(shí)例
    public static SingletonHungry getInstance() {
        return instance;
    }

    // 為了防止實(shí)例化多個(gè)對(duì)象，把構(gòu)造方法用private修飾
    private SingletonHungry(){};

}

public class SingletonTest1 {

    public static void main(String[] args) {

        SingletonHungry instance1 = SingletonHungry.getInstance();
        SingletonHungry instance2 = SingletonHungry.getInstance();
        System.out.println(instance1 == instance2);

        //SingletonHungry instance3 = new SingletonHungry();

    }

}

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懶漢模式

懶漢模式突出一個(gè)字——懶。這個(gè)實(shí)例是只有調(diào)用獲取實(shí)例方法的時(shí)候才創(chuàng)建出來。

class SingletonLazy{
    private static SingletonLazy instance = null;

    // 只有在調(diào)用了該方法后才創(chuàng)造出了實(shí)例
    public static SingletonLazy getInstance() {
        // 如果已經(jīng)創(chuàng)建了該實(shí)例，就直接返回之前的實(shí)例
        if (instance == null) {
            instance =  new SingletonLazy();
        }
        return instance;
    }

    // 為了防止實(shí)例化多個(gè)對(duì)象，把構(gòu)造方法用private修飾
    private SingletonLazy(){}
}

public class SingletonTest2 {

    public static void main(String[] args) {

        SingletonLazy instance1 = SingletonLazy.getInstance();
        SingletonLazy instance2 = SingletonLazy.getInstance();
        System.out.println(instance1 == instance2);

        //SingletonLazy instance3 = new SingletonLazy();
    }

}

代碼結(jié)果如上。?

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多線程下的單例模式

在上述代碼中，如果考慮多線程的話

餓漢模式?jīng)]有線程安全問題，它直接就是在類加載是創(chuàng)建出了一個(gè)實(shí)例，使用該實(shí)例也沒有其他修改的操作，直接返回即可。

懶漢模式是有線程安全問題。它又要判斷比較實(shí)例是否為null，又要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)實(shí)例，最后才返回實(shí)例。其中對(duì)于實(shí)例是由修改的操作的。只要有修改操作，就可能會(huì)有線程安全問題。如下圖：

懶漢模式的修改 1.加鎖

對(duì)于這種又有讀，又有寫的操作，保持原子性——加鎖即可。

public SingletonThread getInstance() {
        // 這里對(duì)于load cmp new這幾步加鎖，保持了其原子性
        synchronized (SingletonThread.class) {
            if (instance == null) {
                instance = new SingletonThread();
            }
        }
        return instance;
    }

2.有條件的加鎖

但是加鎖是一種開銷比較大的操作，上述加鎖操作并不是每次都要加鎖的。如果已經(jīng)創(chuàng)建了實(shí)例，直接返回實(shí)例即可。

public SingletonThread getInstance() {
        // 如果實(shí)例未被創(chuàng)建，用加鎖的方法創(chuàng)建實(shí)例
        // 如果創(chuàng)建，直接返回
        if (instance == null) {
            // 這里對(duì)于load cmp new這幾步加鎖，保持了其原子性
            synchronized (SingletonThread.class) {
                if (instance == null) {
                    instance = new SingletonThread();
                }
            }
        }
        return instance;
    }

3.解決內(nèi)存可見性和指令重排序

內(nèi)存可見性：因?yàn)閕nstance要讀取并修改，所以對(duì)于內(nèi)存可見性的問題也要預(yù)防。

指令重排序：

上面的new實(shí)例的指令又分為三個(gè)順序步驟：

①申請(qǐng)內(nèi)存空間

②調(diào)用構(gòu)造方法，實(shí)例化一個(gè)對(duì)象

③把內(nèi)存空間的地址賦值給這個(gè)對(duì)象

這幾步可能可能會(huì)變成①③②。單線程下沒有問題，但是多線程就會(huì)有問題了。

要想解決這兩個(gè)問題，使用volatile關(guān)鍵字修飾instance即可。

private volatile static SingletonThread instance = null;

完整的懶漢模式的線程安全代碼如下：

// 修改懶漢模式，使其線程安全
class SingletonThread {
    // 使用volatile解決內(nèi)存可見性和指令重排序問題
    private volatile static SingletonThread instance = null;

    public SingletonThread getInstance() {
        // 如果實(shí)例未被創(chuàng)建，用加鎖的方法創(chuàng)建實(shí)例
        // 如果創(chuàng)建，直接返回
        if (instance == null) {
            // 這里對(duì)于load cmp new這幾步加鎖，保持了其原子性
            synchronized (SingletonThread.class) {
                if (instance == null) {
                    instance = new SingletonThread();
                }
            }
        }
        return instance;
    }

}

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有什么問題評(píng)論區(qū)指出。希望可以幫到你。

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當(dāng)前標(biāo)題：【JavaEE】單例模式（餓漢&懶漢）-創(chuàng)新互聯(lián)
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