标签:成员变量 线程池 cal str 静态成员 get family col 调用函数
一、平时使用的软件中,例如 回收站、线程池、文件系统等,都只有一个实例,这些都是单例模式的典型应用。
单例模式:确保某个类只有一个实例,并提供一个全局访问点来访问这个实例。
单例模式有三个要点:
1. 某个类只能有一个实例
2. 必须自行创建这个实例
3. 必须自行向整个系统提供这个实例。
以上三个要点提示着我们的代码编写需要注意,构造函数必须私有,否则在其他类中便可以调用构造函数创建实例,难以保证实例的唯一性。
二、单例模式分为饿汉模式和懒汉模式
//饿汉模式:(线程安全) public class Singleton1 { // 静态私有成员变量 private static Singleton1 instance = new Singleton1(); // 私有构造函数 private Singleton1() { } // 静态公有工厂方法,返回唯一实例 public static Singleton1 getInstance() { return instance; } }
// 懒汉模式:(线程不安全,需要通过双重检查锁定机制控制) public class Singleton2 { // 静态私有成员变量 private static Singleton2 instance = null; // 私有构造函数 private Singleton2() { } // 静态公有工厂方法,判断成员变量是否为空,不为空则实例化 public static Singleton2 getInstance() { if(instance == null) instance = new Singleton2(); return instance; } }
优缺点:
饿汉模式不需要考虑线程安全问题,调用速度和访问速度优于懒汉模式,但是由于它不管是否被调用都会提前创建类的实例,所以资源利用效率比较低,系统加载时间比较长。
懒汉模式实现了延迟加载,但是需要克服多个线程同时访问的问题,需要通过双重检查锁定机制进行控制,导致系统性能受到一定影响。
三、下面两个方法实现懒汉模式的线程安全。
为什么会线程不安全?
假设有两个线程 A B,其中 A 执行到检查方法,即 if(instance == null) 前,实例都没有被创建,那么 A 会得到 ture 的结果,但是此时调度算法选择 B 线程运行,那么当 B 执行 到 if(instance == null) 时得到的也是 true,那这就很尴尬了,两个线程都会执行 instance = new Singleton2(); 从而创建了两个实例。
1.双重检查锁定机制。
为了避免以上这种尴尬的情况,需要将这两行代码加上同步锁。但这还不够完美,每次调用函数得到实例都要试图加上一个同步锁,而加锁是一个非常耗时的操作,没有必要的情况下应该尽量避免。基于这种想法,我们可以在加锁前再次判断实例是否为空。这就是双重检查锁定机制。
public class Singleton3 { // 私有静态成员变量 private static Singleton3 instance = null; // 私有构造函数 private Singleton3() { } // 共有静态工厂方法 public static Singleton3 getInstance() { // 判断 instance 是否为空,为空->加锁,创建实例(为了进程安全,再次判断),不为空->返回实例 if(instance == null) { synchronized (Singleton3.class) { if(instance == null) instance = new Singleton3(); } } return instance; } }
2. 使用静态内部类创建实例 。(JAVA 语言中最好的实现方法)
public class Singleton4 { // 私有构造函数 private Singleton4() { } // 静态内部类 private static class HolderClass{ private static final Singleton4 instance = new Singleton4(); } // 静态公有工厂方法,返回内部类中创建的实例 public static Singleton4 getInstance() { return HolderClass.instance; } }
当装载 Singleton4 类时,instance 不一定被初始化,因为它是内部类的成员变量。Singleton4 没有被主动使用,只有调用 getInstance 方法时,才会装载 Singleton4 类,从而实例化 instance。
使用静态内部类很好得在实现了延迟加载的同时,保证初始化 instance 时只有一个线程。
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