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《重学Java设计模式》之单例模式

article 2024/11/8 8:49:07

单例模式主要解决的是，一个全局使用的类频繁的创建和消费，从而提升提升整体的代码的性能。

单例模式原则

私有构造。（阻止类被常规方法实例化）
以静态方法或者枚举返回实例。（保证实例的唯一性）
确保实例只有一个，尤其是多线程环境。
确保反序列化时不会重新构建对象。

懒汉模式（线程安全）

在初次调用时构建实例 (双重检查)。

锁不加在方法上，因为如果加在方法上，多线程访问时只有一个线程能执行该方法。

在synchronized 代码块中再次检查实例是否被创建，可能同时有两个线程A和B都到达了synchronized 代码块前，A获得了锁，执行了实例的初次创建。A释放锁后，B获得锁，若不进行double check，实例将会重复创建。

public class Singleton_02 {

    private static Singleton_02 instance;

    private Singleton_02() {
    }

    public static Singleton_02 getInstance(){
       if (null != instance) return instance;
       synchronized (Singleton_02.class){
         if (null != instance) return instance;
         instance = new Singleton_02();
         return instance;
         }
     }

}

饿汉模式（线程安全）

public class Singleton_03 {

    private static Singleton_03 instance = new Singleton_03();

    private Singleton_03() {
    }

    public static Singleton_03 getInstance() {
        return instance;
    }

}

instance 在类加载时被创建，类加载过程是线程安全的。

使用类的内部类(线程安全)

public class Singleton_04 {

    private static class SingletonHolder {
        private static Singleton_04 instance = new Singleton_04();
    }

    private Singleton_04() {
    }

    public static Singleton_04 getInstance() {
        return SingletonHolder.instance;
    }

}

既保证了线程安全又保证了懒加载，同时不会因为加锁的方式耗费性能。因为JVM虚拟机可以保证多线程并发访问的正确性，也就是一个类的构造方法在多线程环境下可以被正确的加载。

CAS(线程安全)

public class Singleton_06 {

    private static final AtomicReference<Singleton_06> INSTANCE = new AtomicReference<Singleton_06>();

    private Singleton_06() {
    }

    public static final Singleton_06 getInstance() {
        for (; ; ) {
            Singleton_06 instance = INSTANCE.get();
            if (null != instance) return instance;
            INSTANCE.compareAndSet(null, new Singleton_06());
            return INSTANCE.get();
        }
    }

    public static void main(String[] args) {
        System.out.println(Singleton_06.getInstance()); // org.itstack.demo.design.Singleton_06@2b193f2d
        System.out.println(Singleton_06.getInstance()); // org.itstack.demo.design.Singleton_06@2b193f2d
    }

}

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