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单例模式（线程案例）

article 2025/3/4 20:47:53

单例模式可以分为两种：1.饿汉模式 2.懒汉模式

一.饿汉模式

//饿汉模式👇
class MySingleTon{

    //因为这是一个静态成员变量，在类加载的时候，就创建了
    private static MySingleTon mySingleTon = new MySingleTon();
    
    //创建一个静态方法，方便在类外获取对象
    public static MySingleTon getMySingleTon() {
        return mySingleTon;
    }

    //创建一个私有的构造方法
    //避免通过new关键字来调用构造方法，进而创建实例
    //保证了唯一性
    private MySingleTon(){

    }
    
}

public class ThreadDemo8 {
    public static void main(String[] args) {
        MySingleTon s1 = MySingleTon.getMySingleTon();
        MySingleTon s2 = MySingleTon.getMySingleTon();
        System.out.println(s1 == s2);

    }
    
}

程序运行的结果

结果是true，说明了这两次都是获取了同一个实例！，这也说明成功实现了单例模式

因为这个对象是在类加载的时候创建，类加载是单线程的，所以线程安全。但是如果在代码中，没有使用对象，就会造成资源浪费！

二.懒汉模式

这是实现懒汉模式的代码👇

class MySingleTonLazy{
    private static MySingleTonLazy mySingleTonLazy = null;

    
    public static MySingleTonLazy getMySingleTonLazy() {
        if(mySingleTonLazy != null){
            mySingleTonLazy = new MySingleTonLazy();
        }
        return mySingleTonLazy;
    }

    
    //私有的构造方法
    private MySingleTonLazy(){


    }
}

public class ThreadDemo9 {
    public static void main(String[] args) {
        MySingleTonLazy s1 = MySingleTonLazy.getMySingleTonLazy();
        MySingleTonLazy s2 = MySingleTonLazy.getMySingleTonLazy();
        System.out.println(s1==s2);
    }
}

这个代码是有两个问题的：1.线程安全问题。2.指令重排序问题

1.线程安全问题

所以说，需要对其加锁。把这些指令打包成一个原子（整体）,这样就不会出现这种情况了。

这是修改后的代码，是线程安全的！

第一个if是用来判断这个实例是否已经创建了，如果创建就直接跳过这个代码了。👆

2.指令重排序问题

mySingleTonLazy = new MySingleTonLazy()

这行代码在执行的时候，会分为3个步骤：

1.分配内存空间

2.初始化对象

3.将引用指向对象

这3个步骤可以是按132顺序执行，也可以是123顺序执行👇

如果是按132来执行的，先执行完1，然后执行3 ，在执行完3后，另一个线程也来执行，因为已经创建了对象，在if判断完后，直接跳过去了，但此时这个对象没有初始化，故而会有空指针问题

那么我们该如何解决这个问题👇

引入volatile关键字

1.防止内存可见性问题

2.解决指令重排序问题

此时这个volatile 解决指令重排序问题

 private volatile static MySingleTonLazy mySingleTonLazy = null;

那么这懒汉模式正确代码如下👇

class MySingleTonLazy {
    // 使用 volatile 修饰，保证可见性和禁止指令重排序
    private volatile static MySingleTonLazy mySingleTonLazy = null;
    private static Object locker = new Object();

    public static MySingleTonLazy getMySingleTonLazy() {
        // 第一次检查，判断实例是否已经创建
        if (mySingleTonLazy == null) {
            // 加锁，保证线程安全
            synchronized (locker) {
                // 第二次检查，防止多个线程同时通过第一次检查
                if (mySingleTonLazy == null) {
                    mySingleTonLazy = new MySingleTonLazy();
                }
            }
        }
        return mySingleTonLazy;
    }

    // 私有的构造方法，防止外部实例化
    private MySingleTonLazy() {

    }
}

public class ThreadDemo9 {
    public static void main(String[] args) {
        MySingleTonLazy s1 = MySingleTonLazy.getMySingleTonLazy();
        MySingleTonLazy s2 = MySingleTonLazy.getMySingleTonLazy();
        System.out.println(s1 == s2);
    }
}

总结：

线程安全：

饿汉模式：天生都线程安全，不用如何处理

懒汉模式：线程不安全，需要自己处理

资源利用率：

饿汉模式：那么创建出了这个实例，然后并没有使用这个实例，这就造成了资源浪费的情况

懒汉模式：用的时候，创建实例，避免不必要的资源浪费的情况。