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单例模式

编程语言 lucyxu107 11℃ 0评论
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不管以那种形式实现单例模式,核心原理就是将构造函数私有化,并且通过静态方法获取一个唯一的实例。在这个获取过程中必须保证线程安全、防止序列化导致重新生成实例对象等问题。

1.1.懒汉式

添加synchronized可以在多线程情况下保证单例对象的唯一性

优点:单例只有在使用的时候才会进行实例化,在一定程度上节约了资源。

缺点:第一次加载需要实例化,反应稍慢,每次调用时都同步,造成不必要的开销。





2.2.饿汉式

在类装载时就进行了实例化

优点:没有加锁,线程安全,执行效率高

缺点:类加载时就初始化,浪费资源







3.3.双重检验锁(DCL)

对懒汉式进一步的完善,不仅可以避免每次都进行同步造成不必要的开销,也可以在需要的时候在进行实例化,节省资源。




上面添加了volatile关键字,如果没有volatile关键字,在执行instance = new Singleton()时可能会出现问题,伪代码如下:




这个地方涉及到了java内存模型。

由于Java编译器允许处理器乱序执行,所以第二步和第三步的顺序无法保证。如果第三步先执行完毕、第二步未执行时,有另外的线程调用了instance,由于已经赋值,将判断不为null,拿去直接使用,但其实构造函数还未执行,成员变量等字段都未初始化,直接使用,就会报错。这就是DCL失效问题,而且很难复现。

对volatile变量的写操作,不允许和它之前的读写操作打乱顺序;对volatile变量的读操作,不允许和它之后的读写乱序。

当一个线程要使用共享内存中的volatile变量时,它会直接从主内存中读取,而不是使用自己本地内存中的副本。当一个线程对一个volatile变量进行写时,它会将这个共享变量值刷新到共享内存中。

volatile的使用,或多或少会影响性能,但是对于程序的稳定性来说,这点牺牲不算什么。上面的代码还可以优化:




我们添加了一个临时变量,这样除了第一次初始化之外,之后的访问,都会减少对instance的访问,从未在一定程度上提高性能。

4.4.枚举

写法简单,线程安全




写法简单,是枚举的最大特点,最重要的是默认枚举实例的创建是线程安全的,并且在任何情况下他都是一个单例。


我们使用单例模式就是为了某个类的实例是唯一的。但如果这个类是可以序列化的时,比如实现了Serializable接口等情况下,通过序列化可将一个单例的实例对象写到磁盘,然后在都会来,从而有效的获得一个实例。即使函数的构造方法是私有的,反序列化时依然可以通过特殊的途径去创建类的一个新的实例,相当于调用了该类的构造函数。反序列化操作提供了一个很特别的钩子函数,类中具有一个私有的、被实例化的方法readResolve(),这个方法可以让开发人员控制对象的反序列化。为了保证反序列化的过程中仍然保持单例的特性,可以在单例中添加一个readResolve()方法




在反序列化从I/O流中读取读取对象时,readResolve()方法会被调用,实际上就是用readResolve()中返回的对象直接替换掉在反序列化中创建的对象。

参考连接:http://developer.51cto.com/art/201202/317181.htm

5.5.静态内部类单例

线程安全,能保证唯一性,在需要的时候再进行实例化




6.6.容器实现单例模式




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