美文网首页
单例模式

单例模式

作者: hehehehe | 来源:发表于2020-11-23 17:05 被阅读0次

1.构造私有。
2.以静态方法或者枚举返回实例。
3.确保实例只有一个,尤其是多线程环境。
4.确保反序列换时不会重新构建对象。

1.饿汉模式:

public class SingleTon{
    private static SingleTon INSTANCE = new SingleTon();
    private SingleTon(){}
    public static SingleTon getInstance(){ 
    return INSTANCE; 
  }
}

2.懒汉模式:

public class SingleTon{
   private static SingleTon  INSTANCE = null;
   private SingleTon(){}
   public static SingleTon getInstance() {  
   if(INSTANCE == null){
      INSTANCE = new SingleTon(); 
    } 
    return INSTANCE;
  }

3.双重锁懒汉模式(Double Check Lock)

public class SingleTon{
  private static volatile SingleTon  INSTANCE = null;
  private SingleTon(){}
  public static SingleTon getInstance(){
   if(INSTANCE == null){
       synchronized(SingleTon.class){
       if(INSTANCE == null){ 
           INSTANCE = new SingleTon();
       } 
    } 
    return INSTANCE; 
    } 
  }
}

DCL模式的优点就是,只有在对象需要被使用时才创建,第一次判断 INSTANCE == null为了避免非必要加锁,当第一次加载时才对实例进行加锁再实例化。这样既可以节约内存空间,又可以保证线程安全。但是,由于jvm存在乱序执行功能,DCL也会出现线程不安全的情况。具体分析如下:
INSTANCE = new SingleTon();
这个步骤,其实在jvm里面的执行分为三步:
1.在堆内存开辟内存空间。
2.在堆内存中实例化SingleTon里面的各个参数。
3.把对象指向堆内存空间。
由于jvm存在乱序执行功能,所以可能在2还没执行时就先执行了3,如果此时再被切换到线程B上,由于执行了3,INSTANCE 已经非空了,会被直接拿出来用,这样的话,就会出现异常。这个就是著名的DCL失效问题。
volatile确保INSTANCE每次均在主内存中读取,这样虽然会牺牲一点效率,但也无伤大雅。

4.静态内部类模式:

public class SingleTon{
  private SingleTon(){}
 
  private static class SingleTonHoler{
     private static SingleTon INSTANCE = new SingleTon();
 }
 
  public static SingleTon getInstance(){
    return SingleTonHoler.INSTANCE;
  }
}

外部类加载时并不需要立即加载内部类,内部类不被加载则不去初始化INSTANCE,故而不占内存。即当SingleTon第一次被加载时,并不需要去加载SingleTonHoler,只有当getInstance()方法第一次被调用时,才会去初始化INSTANCE,第一次调用getInstance()方法会导致虚拟机加载SingleTonHoler类,这种方法不仅能确保线程安全,也能保证单例的唯一性,同时也延迟了单例的实例化。

那么,静态内部类又是如何实现线程安全的呢?首先,我们先了解下类的加载时机。

我们再回头看下getInstance()方法,调用的是SingleTonHoler.INSTANCE,取的是SingleTonHoler里的INSTANCE对象,跟上面那个DCL方法不同的是,getInstance()方法并没有多次去new对象,故不管多少个线程去调用getInstance()方法,取的都是同一个INSTANCE对象,而不用去重新创建。当getInstance()方法被调用时,SingleTonHoler才在SingleTon的运行时常量池里,把符号引用替换为直接引用,这时静态对象INSTANCE也真正被创建,然后再被getInstance()方法返回出去,这点同饿汉模式。那么INSTANCE在创建过程中又是如何保证线程安全的呢?在《深入理解JAVA虚拟机》中,有这么一句话:

虚拟机会保证一个类的<clinit>()方法在多线程环境中被正确地加锁、同步,如果多个线程同时去初始化一个类,那么只会有一个线程去执行这个类的<clinit>()方法,其他线程都需要阻塞等待,直到活动线程执行<clinit>()方法完毕。如果在一个类的<clinit>()方法中有耗时很长的操作,就可能造成多个进程阻塞(需要注意的是,其他线程虽然会被阻塞,但如果执行<clinit>()方法后,其他线程唤醒之后不会再次进入<clinit>()方法。同一个加载器下,一个类型只会初始化一次。),在实际应用中,这种阻塞往往是很隐蔽的。

故而,可以看出INSTANCE在创建过程中是线程安全的,所以说静态内部类形式的单例可保证线程安全,也能保证单例的唯一性,同时也延迟了单例的实例化。

枚举
我们定义的一个枚举,在第一次被真正用到的时候,会被虚拟机加载并初始化,而这个初始化过程是线程安全的。而我们知道,解决单例的并发问题,主要解决的就是初始化过程中的线程安全问题

枚举自己处理序列化
以前的所有的单例模式都有一个比较大的问题,就是一旦实现了Serializable接口之后,就不再是单例得了,因为,每次调用 readObject()方法返回的都是一个新创建出来的对象,有一种解决办法就是使用readResolve()方法来避免此事发生。但是,为了保证枚举类型像Java规范中所说的那样,每一个枚举类型极其定义的枚举变量在JVM中都是唯一的,在枚举类型的序列化和反序列化上,Java做了特殊的规定
在序列化的时候Java仅仅是将枚举对象的name属性输出到结果中,反序列化的时候则是通过java.lang.Enum的valueOf方法来根据名字查找枚举对象。同时,编译器是不允许任何对这种序列化机制的定制的,因此禁用了writeObject、readObject、readObjectNoData、writeReplace和readResolve等方法


public class User {
    //私有化构造函数
    private User(){ }
 
    //定义一个静态枚举类
    static enum SingletonEnum{
        //创建一个枚举对象,该对象天生为单例
        INSTANCE;
        private User user;
        //私有化枚举的构造函数
        private SingletonEnum(){
            user=new User();
        }
        public User getInstnce(){
            return user;
        }
    }
 
    //对外暴露一个获取User对象的静态方法
    public static User getInstance(){
        return SingletonEnum.INSTANCE.getInstnce();
    }
}

public class Test {
    public static void main(String [] args){
        System.out.println(User.getInstance());
        System.out.println(User.getInstance());
        System.out.println(User.getInstance()==User.getInstance());
    }
}
结果为true

相关文章

  • 【设计模式】单例模式

    单例模式 常用单例模式: 懒汉单例模式: 静态内部类单例模式: Android Application 中使用单例模式:

  • Android设计模式总结

    单例模式:饿汉单例模式://饿汉单例模式 懒汉单例模式: Double CheckLock(DCL)实现单例 Bu...

  • 2018-04-08php实战设计模式

    一、单例模式 单例模式是最经典的设计模式之一,到底什么是单例?单例模式适用场景是什么?单例模式如何设计?php中单...

  • 设计模式之单例模式详解

    设计模式之单例模式详解 单例模式写法大全,也许有你不知道的写法 导航 引言 什么是单例? 单例模式作用 单例模式的...

  • Telegram开源项目之单例模式

    NotificationCenter的单例模式 NotificationCenter的单例模式分析 这种单例模式是...

  • 单例模式Java篇

    单例设计模式- 饿汉式 单例设计模式 - 懒汉式 单例设计模式 - 懒汉式 - 多线程并发 单例设计模式 - 懒汉...

  • IOS单例模式的底层原理

    单例介绍 本文源码下载地址 1.什么是单例 说到单例首先要提到单例模式,因为单例模式是单例存在的目的 单例模式是一...

  • 单例

    iOS单例模式iOS之单例模式初探iOS单例详解

  • 单例模式

    单例模式1 单例模式2

  • java的单例模式

    饿汉单例模式 懒汉单例模式

网友评论

      本文标题:单例模式

      本文链接:https://www.haomeiwen.com/subject/pmdviktx.html