5、JAVA 单例模式(线程安全性)

xiaoxiao2021-02-28  13

java中的单例模式是一种广泛使用的设计模式。单例模式的主要作用是保证在java程序中,某个类只有有一个实例存在

单例模式

1、饿汉模式

public class Singleton{ private static Singleton instance = new Singleton(); private Singleton(){} public static Singleton newInstance(){ return instance; } }

    类的构造函数定义private,保证其它类不能实例化此类,然后提供一个静态实例并返回给调用者。

    饿汉模式在类加载的时候就对实例进行创建,实例在整个程序周期都存在

2、懒汉模式

public class Singleton{ private static Singleton instance = null; private Singleton(){} public static Singleton newInstance(){ if(null == instance){ instance = new Singleton(); } return instance; } }

需要实例的时候创建,此方式没考虑线程安全性问题,在多个线程并发调用newInstance()方法,可能会导致创建多个实例,因此需要加同步锁解决

3、双重校验锁

public class Singleton { private static Singleton instance = null; private Singleton(){} public static Singleton getInstance() { if (instance == null) { synchronized (Singleton.class) { if (instance == null) {//2 instance = new Singleton(); } } } return instance; } }

双重校验锁解决了懒汉模式性能消耗大的问题

实例首次创建成功后,调用getInstance()不会执行同步代码块,从而提高了程序性能

Java中的指令重排优化。所谓指令重排优化是指在不改变原语义的情况下,通过调整指令的执行顺序让程序运行的更快。JVM中并没有规定编译器优化相关的内容,也就是说JVM可以自由的进行指令重排序的优化。

这个问题的关键就在于由于指令重排优化的存在,导致初始化Singleton和将对象地址赋给instance字段的顺序是不确定的。在某个线程创建单例对象时,在构造方法被调用之前,就为该对象分配了内存空间并将对象的字段设置为默认值。此时就可以将分配的内存地址赋值给instance字段了,然而该对象可能还没有初始化。若紧接着另外一个线程来调用getInstance,取到的就是状态不正确的对象,程序就会出错。

以上就是双重校验锁会失效的原因,不过还好在JDK1.5及之后版本增加了volatile关键字。volatile的一个语义是禁止指令重排序优化,也就保证了instance变量被赋值的时候对象已经是初始化过的,从而避免了上面说到的问题。

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; } }

4、静态内部类

public class Singleton{ private static class SingletonHolder{ public static Singleton instance = new Singleton(); } private Singleton(){} public static Singleton newInstance(){ return SingletonHolder.instance; } } 利用了类加载机制来保证只创建一个instance实例。它与饿汉模式一样,也是利用了类加载机制,因此不存在多线程并发的问题

使用内部类去创建对象实例,这样的话,只要程序中不使用内部类,jvm就不会去加载这个单例类,不会创建实例

5、枚举单例

class Resource{ } public enum SomeThing { INSTANCE; private Resource instance; SomeThing() { instance = new Resource(); } public Resource getInstance() { return instance; } }

四种实现单例的方式共同的缺点

1、需要额外的工作来实现序列化,否则每次反序列化一个序列化的对象时都会创建一个新的实例。

2、可以使用反射强行调用私有构造器(如果要避免这种情况,可以修改构造器,让它在创建第二个实例的时候抛异常)。

枚举单例的优点

获取方式简单 SomeThing.INSTANCE.getInstance()线程安全,每个枚举实例都是static final类型的,也就表明只能被实例化一次防止反射调用构造器提供了自动序列化机制、防止反序列化时创建新的对象
转载请注明原文地址: https://www.6miu.com/read-1900014.html

最新回复(0)