Java【多线程】单例模式
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单例模式
饿汉模式
懒汉模式
懒汉模式-多线程版
单例模式
单例模式是一种设计模式
设计模式相当于棋谱
棋谱，大佬把一些对局整个推演过程，写出来
设计模式，是属于程序员的棋谱
单例模式（单个实例/对象），就是设计模式中一种非常典型的模式，也是比较简当的模式，还是校招中最容易被考到的设计模式
强制要求某个类某个程序中只有唯一一个实例
（不允许创建多个实例，不允许new多次）
这⼀点在很多场景上都需要. ⽐如 JDBC 中的 DataSource 实例就只需要⼀个
单例模式具体的实现⽅式有很多. 最常⻅的是 "饿汉" 和 "懒汉" 两种.
饿汉模式
类加载的同时, 创建实例.
class Singleton{
private static Singleton instance = new Singleton();
private Singleton(){};
public static Singleton getInstance(){
return instance;
}
}静态成员的初始化，是在类加载的阶段触发的
类加载往往就是在程序一启动就会触发
后续统一通过getInstance这个方法类获取这里的实例
构造方法使用private
单例模式的点睛之笔
在类外面进行new操作都会编译失败
懒汉模式
类加载的时候不创建实例. 第⼀次使⽤的时候才创建实例.
其实上述懒汉/饿汉模式存在缺陷
这两个版本的getInstance在多线程环境下调用会出bug
上述懒汉模式这个写法getInstance是线程不安全的
线程安全问题发⽣在⾸次创建实例时. 如果在多个线程中同时调⽤ getInstance ⽅法, 就可能导致创建 出多个实例
加上 synchronized 可以改善这⾥的线程安全问题
当把实例创建好之后
后续再调用getInstance此时都是直接执行return
如果只是进行if+return，纯粹的读操作
读操作，不涉及线程安全问题
但是每次调用上述的方法都会触发一次加锁操作
多线程情况下这里的加锁就会互相阻塞影响程序的执行效率
加锁 / 解锁是⼀件开销⽐较⾼的事情. ⽽懒汉模式的线程不安全只是发⽣在⾸次创建实例的时候. 因
此后续使⽤的时候, 不必再进⾏加锁了.
外层的 if 就是判定下看当前是否已经把 instance实例创建出来了
使⽤双重 if 判定, 降低锁竞争的频率
public static SingletonLazy getInstance(){
if(instance==null){//判定是否需要加锁
synchronized (SingletonLazy.class){
if(instance==null){//判断是否需要new对象
instance = new SingletonLazy();
}
}
}
return instance;
}按需加锁，如果实例已经创建过了就不涉及线程安全问题
再仔细分析，可能存在“内存可见性问题”
为了稳妥起见，可以给Instance直接加上一个volatile
private static volatile SingletonLazy instance = null;更关键的问题是指令重排序
编译器会在逻辑不变的前提下调整代码执行的先后顺序，以达到提升性能的效果
volatile的功能有两方面
1.确保每次读取操作，都是读内存
2.关于该变量的读取和修改操作，不会触发重排序
懒汉模式-多线程版
class SingletonLazy {
private static volatile SingletonLazy instance = null;
public static SingletonLazy getInstance(){
if(instance==null){
synchronized (SingletonLazy.class){
if(instance==null){
instance = new SingletonLazy();
}
}
}
return instance;
}
private SingletonLazy(){
}
}
当多线程⾸次调⽤ getInstance, ⼤家可能都发现 instance 为 null, 于是⼜继续往下执⾏来竞争锁,
其 中竞争成功的线程, 再完成创建实例的操作.
当这个实例创建完了之后, 其他竞争到锁的线程就被⾥层 if 挡住了. 也就不会继续创建其他实例