Java设计模式-单例模式

    xiaoxiao2022-06-23  29

    简介

    当有些对象我们只需要一个,例如:配置文件,工具类,线程池,缓存,日志对象等。如果这时候创建出多个对象就会导致内存占用过多,不一致的结果等等。这时候就可以通过单例模式来实现让对象只有一个。

    模式的分类

    -饿汉模式 特点:加载类的时候比较慢,但是在运行时获取类的实例比较快,线程安全。

    public class Singleton { //在类加载的时候就new一个当前类的实例 private static Singleton instance = new Singleton(); //私有化构造方法,不让外界创建实例 private Singleton() { } //对外界提供一个获取实例的静态方法 public static Singleton getInstance() { return instance; } }

    -懒汉模式: 特点:加载类的时候比较快,但是在运行时获取类的实例比较慢,线程不安全。

    public class Singleton { //只是声明,在类加载的时候并不实例化当前类 private static Singleton instance; //私有化构造方法,不让外界创建实例 private Singleton() { } //对外界提供一个获取实例的静态方法 public static Singleton getInstance() { if (instance == null) { //在外界需要获取当前类实例的时候才new一个出来 instance = new Singleton(); } return instance; } }

    -为什么懒汉模式线程不安全:

    在多线程运行情况下,如果有两个线程同时在执行getInstance方法,第一个线程刚执行完if语句的判断,还没执行到if语句块里面,这个时候第二个线程执行到了if语句判断中,它会发现instance还是等于null,于是进入到了if语句块里面。这样第二个线程创建了一个当前实例,而当第一个线程又开始执行的时候,因为它之前已经经过if语句判断了,所以不会再次判断instance是否为null就直接进入到了if语句块中,于是第一个线程又创建了一个实例。在这种情况下就会导致有两个实例被创建,单例模式失败,严格意义上来说,以上这种方式并不能算是真正的单例模式。

    -如何解决:

    方法很简单,给获取实例的getInstance方法加上一个同步锁(synchronized)就可以了。

    public class Singleton { //在类加载的时候并不实例化当前类 private static Singleton instance; //私有化构造方法,不让外界创建实例 private Singleton() { } //对外界提供一个获取实例的方法(加同步锁) public synchronized static Singleton getInstance() { if (instance == null) { //在外界需要获取当前类实例的时候才new一个出来 instance = new Singleton(); } return instance; } }

    以上这种方式虽然解决了在多线程运行情况中创建出不止一个实例的问题,但是在运行速度上还存在可以优化的空间。原因在于getInstance方法上加了一个synchronized同步锁,那么每次去执行getInstance方法的时候都会受到同步锁的影响,这样运行的效率就会降低,其实只要在第一次创建instance实例的时候加上同步锁就好了。

    -优化方式:

    public class Singleton { //在类加载的时候并不实例化当前类 private static Singleton instance; //私有化构造方法,不让外界创建实例 private Singleton() { } //对外界提供一个获取实例的静态方法 public static Singleton getInstance() { if (instance == null) { synchronized (Singleton.class) { if (instance == null) { //在外界需要获取当前类实例的时候才new一个出来 instance = new Singleton(); } } } return instance; } }

    在这里为什么需要加两个判断呢?第一个判断是优化运行效率的关键所在,当instance不为null的时候直接返回当前类的实例,无需进入同步块中。当instance为null的时候就进入同步块中执行第二个判断,作用与前文一样。

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