标签:运行 安全 需求 初始化顺序 指定 问题 内存地址 设计模式 版本
单例模式保证一个类仅有一个实例,并提供一个访问它的全局访问点。这是个非常有意思的设计模式,使用和理解起来都比较简单,但是单例的写法有好多种,下面挑重点的介绍。
1、饿汉式
public class Singleton1 { private static final Singleton1 INSTANCE = new Singleton1(); private Singleton1() { } public static Singleton1 getInstance() { return INSTANCE; } }
优点:JVM保证线程安全,简单实用,推荐实用。
缺点:类加载时就会初始化。(话说你不用它怎么会初始化?所以发展出懒加载的形式)
2、懒汉式
public class Singleton3 { private static Singleton3 INSTANCE; private Singleton3() { } public static Singleton3 getInstance() { if (INSTANCE == null) { INSTANCE = new Singleton3(); } return INSTANCE; } }
优点:懒加载,用的时候才会初始化。
缺点:线程不安全。(线程不安全就加锁呗!于是就是下面的版本)
public class Singleton4 { private static Singleton4 INSTANCE; private Singleton4() { } public static synchronized Singleton4 getInstance() { if (INSTANCE == null) { INSTANCE = new Singleton4(); } return INSTANCE; } }
优点:加锁了,线程安全。
缺点:加锁肯定是影响性能了,况且每次调用都需要获取锁,严重影响性能。(继续优化)
public class Singleton6 { private static volatile Singleton6 INSTANCE;
int value = 10;
private Singleton6() { } public static Singleton6 getInstance() { ① if (INSTANCE == null) { synchronized (Singleton5.class) { if (INSTANCE == null) { INSTANCE = new Singleton6(); } } } return INSTANCE; } }
双重检查单例DCL(Double Checking Lock),据说是完美的单例模式。注意必须要加volatile,原因如下。
Java对象的初始化其实分为3个步骤:
①分配内存创建对象,此时的对象只是赋予初始值,基本类型啥的就是0,false等等,引用类型就是null。如上面的int初始值就是0。
②初始化对象,给属性赋值(在定义class时指定的初始值),执行int = 10。
③将对象内存地址的句柄指向变量
JVM编译运行的时候为了指令的并行度,加快执行速度,在不改变单线程语义的情况下会执行指令重排序。上面的对象初始化三步有可能变为①③②,这样当多线程并发的时候执行到上述代码块的①时,INSTANCE对象可能不为空,但是对象中的属性还没有初始化,也就说得到的是一个半残的对象,拿着这个半残的对象去干活就有可能会出问题。
volatile有两个作用,保证内存的可见性,防止指令重排序。加了volatile就能防止对象的初始化顺序被改变。
下面再介绍两种更完美的单例模式(完美的单例真多。。。)
public class Singleton7 { private static class Child { private static final Singleton7 INSTANCE = new Singleton7(); } private Singleton7() { } public static Singleton7 getInstance() { return Child.INSTANCE; } }
基于类初始化的解决方案(外部类加载时不会加载内部类),完美写法的一种。线程安全、懒加载、无锁性能好。
public enum Singleton8 { INSTANCE; int a = 1; public void test(){ int a = Singleton8.INSTANCE.a; Singleton8.INSTANCE.test(); System.out.println("我是最完美的单例模式"); } }
比较诡异的写法,枚举(枚举是语法糖,本质是抽象类,跟普通的java类一样可以有属性方法)。这个是Effective Java的作者推荐的写法。优点太多(完美中的完美),能避免各种问题(线程安全、反序列化和反射都无法破坏单例)。
总结:虽然号称完美的单例模式很多,但是平时使用最基本的饿汉式就够用了,如有特殊的懒加载需求可以使用基于类初始化的解决方案,其他几种就当学习知识点了哈哈。
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