JAVA設計模式-單例模式-有解無憂

JAVA設計模式-單例模式

單例模式

類只能有一個實體，在記憶體中會創建并且只創建一次物件，所有其他類或者其他需要呼叫的地方都是用這一個物件，可以防止頻繁創建物件，記憶體占用高，特點：只能有一個實體，并且能夠自行創建這個實體的類，

實作

餓漢模式

寫法一

介紹

在類的加載時就已經創建好物件，執行緒是安全的，但是會浪費資源，參考原始碼：JDK1.8 com.sun.glass.ui.monocle.KeyInput類

代碼示例

public class Singleton {
    /**
     * 私有的構造方法,可以防止外部呼叫時new進行創建物件
     */
    private Singleton(){};
    /**
     * 創建私有的物件
     */
    private static Singleton singleton = new Singleton();

    /**
     * 提供公共的對外的獲取方法
     * @return
     */
    public static Singleton getInstance(){
        return singleton;
    }
}

寫法二

介紹

在類的加載時就已經創建好物件，此處是使用靜態代碼塊進行創建，執行緒是安全的，

代碼示例

public class Singleton {

    /**
     * 私有的構造方法,可以防止外部呼叫時new進行創建物件
     */
    private Singleton(){};
    /**
     * 創建私有的物件
     */
    private static Singleton singleton = null;

    static {
        singleton = new Singleton();
    }

    /**
     * 提供公共的對外的獲取方法
     * @return
     */
    public static Singleton getInstance(){
        return singleton;
    }
}

懶漢模式

寫法一

介紹

在第一次使用時進行創建物件，如果多個執行緒同時呼叫了getInstance()方法，可能會創建多個物件，執行緒是不安全的，

代碼示例

public class Singleton {

    /**
     * 私有的構造方法,可以防止外部呼叫時new進行創建物件
     */
    private Singleton(){};
    /**
     * 創建私有的物件，注意此處不進行new創建
     */
    private static Singleton singleton;

    /**
     * 提供公共的對外的獲取方法
     * @return
     */
    public static Singleton getInstance(){
        // 多個執行緒同時執行這邊時，可能會創建多個物件
        if(singleton == null){
            singleton = new Singleton();
        }
        return singleton;
    }
}

寫法二

介紹

這種寫法也是在第一次呼叫時進行創建物件，但是在該方法上增加了synchronized同步鎖，這樣就可以保證只會有一個執行緒執行，執行緒是安全的，但是synchronized在1.6之前性能比較差，1.6之后進行了優化，性能提升，但是此處為了保證執行緒安全，使用synchronized，還是多少會影響性能，

代碼示例

public class Singleton {

    /**
     * 私有的構造方法,可以防止外部呼叫時new進行創建物件
     */
    private Singleton(){};
    /**
     * 創建私有的物件，注意此處不進行new創建
     */
    private static Singleton singleton;

    /**
     * 提供公共的對外的獲取方法
     * @return
     */
    public static synchronized Singleton getInstance(){
        // 第一次呼叫時進行創建物件
        if(singleton == null){
            singleton = new Singleton();
        }
        return singleton;
    }
}

寫法三

介紹

這種寫法采用雙重鎖的方式，進行判斷并創建物件，執行緒是不安全的，

分析執行緒不安全原因：首先在記憶體中創建物件，需要進行

①分配記憶體地址

②初始化物件

③設定物件指向剛剛分配的記憶體地址

但是在編譯器、指令集并行、記憶體中都可能進行指令重排序，如果發生指令重排序，對于單執行緒來說，如果執行①③②和執行①②③的結果是一樣的，但是如果是多執行緒，在執行緒A執行完①③之后，如果執行緒B進入到第一個if陳述句，則會判斷singleton已經指向一個地址，不等于null，則直接回傳，此時回傳的物件是還未進行初始化的空物件，

代碼示例

public class Singleton {

    /**
     * 私有的構造方法,可以防止外部呼叫時new進行創建物件
     */
    private Singleton(){};
    /**
     * 創建私有的物件，注意此處不進行new創建
     */
    private static Singleton singleton;

    /**
     * 提供公共的對外的獲取方法
     * @return
     */
    public static Singleton getInstance(){
        if(singleton == null){
            synchronized (Singleton.class){
                if(singleton == null){
                    singleton = new Singleton();
                }
            }
        }
        return singleton;
    }
}

寫法四

介紹

在寫法三的基礎上，增加volatile，volatile可以禁止指令重排序并且保證共享變數不同執行緒之間的可見性，

代碼示例

public class Singleton {

    /**
     * 私有的構造方法,可以防止外部呼叫時new進行創建物件
     */
    private Singleton(){};
    /**
     * 創建私有的物件，注意此處不進行new創建, 使用volatile
     */
    private volatile static Singleton singleton;

    /**
     * 提供公共的對外的獲取方法
     * @return
     */
    public static Singleton getInstance(){
        if(singleton == null){
            synchronized (Singleton.class){
                if(singleton == null){
                    singleton = new Singleton();
                }
            }
        }
        return singleton;
    }
}

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標籤：Java

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