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1.1 单例模式的概念
单例模式#xff08;Singleton Pattern#xff09;是 Java 中最简单的设计模式之一。这种类型的设计模式属于创建型模式#xff0c;它提供了一种创建对象的最佳方式。就是当前进程确保一个类全局只有一个实例。
1.2 单例模式的优…一、单例模式的概念
1.1 单例模式的概念
单例模式Singleton Pattern是 Java 中最简单的设计模式之一。这种类型的设计模式属于创建型模式它提供了一种创建对象的最佳方式。就是当前进程确保一个类全局只有一个实例。
1.2 单例模式的优点 单例模式在内存中只有一个实例减少了内存开支单例模式只生成一个实例所以减少了系统的性能开销单例模式可以避免对资源的多重占用单例模式可以在系统设置全局的访问点 1.3 单例模式的缺点 单例模式一般没有接口扩展很困难单例模式不利于测试单例模式与单一职责原则有冲突 1.4 使用场景 要求生成唯一序列号的环境在整个项目中需要一个共享访问点或共享数据创建一个对象需要消耗的资源过多需要定义大量的静态常量和静态方法如工具类的环境 2.懒汉式
懒汉式顾名思义就是实例在用到的时候才去创建“比较懒”用的时候才去检查有没有实例如果有则直接返回没有则新建。
2.1 懒汉式加锁 public class Singleton {private static Singleton instance;private Singleton() {}public synchronized static Singleton getInstance() {if (instance null) {instance new Singleton();}return instance;}
}这种把锁直接方法上的办法所有的访问都需要获取锁导致了资源的浪费。
2.2 懒汉式双重校验锁
public class Singleton{//volatile修饰防止指令重排private static volatile Singleton instance;private Singleton() {}public static Singleton getInstance() {//第一重校验检查实例是否存在if (instance null) {//同步块synchronized (Singleton.class) {//第二重校验检查实例是否存在如果不存在才真正创建实例if (instance null) {instance new Singleton();}}}return instance;}}
我们把synchronized加在了方法的内部一般的访问是不加锁的只有在instancenull的时候才加锁。
1为什么要双重校验
如果不双重校验。
如果两个线程一起调用getInstance方法并且都通过了第一次的判断instancenull那么第一个线程获取了锁然后实例化了instance然后释放了锁然后第二个线程得到了线程然后马上也实例化了instance。这就不符合我们的单例要求了。
2为什么要用volatile 修饰 instance
防止指令重排。
那这个重排指的是哪指的是instance new Singleton()我们感觉是一步操作的实例化对象实际上对于JVM指令是分为三步的
分配内存空间初始化对象将对象指向刚分配的内存空间
有些编译器为为了性能优化可能会把第二步和第三步进行重排序顺序就成了
分配内存空间将对象指向刚分配的内存空间初始化对象 3. 饿汉式
饿汉式就像它的名字饥不择食定义的时候直接初始化。
public class Singleton{private static Singleton instancenew Singleton();private Singleton() {}public static Singleton getInstance() {return instance;}}
因为instance是个静态变量所以它会在类加载的时候完成实例化不存在线程安全的问题。
这种方式不是懒加载不管我们的程序会不会用到它都会在程序启动之初进行初始化。
4. 静态内部类
静态内部类是更进一步的写法不仅能实现懒加载、线程安全而且JVM还保持了指令优化的能力。
public class Singleton{private Singleton() {}private static class InnerSingleton {private static final Singleton instance new Singleton();}public static Singleton getInstance() {return InnerSingleton.instance;}
}Singleton类被装载时并不会立即实例化而是在需要实例化时调用getInstance方法才会加载静态内部类InnerSingleton类从而完成Singleton的实例化。
类的静态属性只会在第一次加载类的时候初始化同时类加载的过程又是线程互斥的JVM帮助我们保证了线程安全。
5. 枚举
通过enum修饰Singleton单例类仅需定义一个INSTANCE然后在静态方法实例化方法getInstance中直接返回INSTANCE即可。
public enum Singleton {INSTANCE;public static Singleton getInstance(){return INSTANCE;}
}
6 总结 饿汉模式:线程是安全的,只进行读操作 懒汉模式:不安全,有读操作也有写操作
单例模式的选择取决于具体需求如是否需要懒加载、是否需要线程安全等。每种实现方式都有其适用场景和潜在问题设计时应根据具体情况选择最合适的实现方法。
