内容简介:单例模式为GOF设计模式中的一种,当我们创建的对象需要昂贵的资源,且该对象又被频繁使用,同时,这个对象的状态是共享的,为了避免资源的浪费以及加载资源的时间,我们往往会引入单例模式。因此,要实现单例模式,其核心就是要在Java语言中,通常提供了如下几种单例模式的实现方式。通过提供一个静态的对象
Preface
单例模式为GOF设计模式中的一种,当我们创建的对象需要昂贵的资源,且该对象又被频繁使用,同时,这个对象的状态是共享的,为了避免资源的浪费以及加载资源的时间,我们往往会引入单例模式。因此,要实现单例模式,其核心就是要 在已有该类的实例前提下,阻止其他开发人员再创建类的新实例 。
在 Java 语言中,通常提供了如下几种单例模式的实现方式。
懒汉模式
public class SingletonDemo { private static SingletonDemo instance; private SingletonDemo() { } public static SingletonDemo getInstance() { if (instance == null) { instance = new SingletonDemo(); } return instance; } }
通过提供一个静态的对象 instance
,利用 private
权限的构造方法和 getInstance()
方法来给予访问者一个单例。缺点是,没有考虑到线程安全,可能存在多个访问者同时访问,并同时构造了多个对象的问题。之所以叫做懒汉模式,主要是因为此种方法可以非常明显的 lazy loading
。针对懒汉模式 线程不安全
的问题,我们自然想到了,在 getInstance()
方法前加锁,于是就有了第二种实现。
线程安全的懒汉模式
public class SingletonDemo { private static SingletonDemo instance; private SingletonDemo() { } public static synchronized SingletonDemo getInstance() { if (instance == null) { instance = new SingletonDemo(); } return instance; } }
然而并发其实是一种特殊情况,大多时候这个锁占用的额外资源都浪费了,这种打补丁方式写出来的结构效率很低。
饿汉模式
public class SingletonDemo { private static SingletonDemo instance = new SingletonDemo(); private SingletonDemo() { System.out.println("Singleton has loaded"); } public static SingletonDemo getInstance() { return instance; } public static void printHello() { System.out.println("hello"); } }
由于 instance
成员变量使用 static
修饰,在 JVM 首次加载该类时单例对象 instance
会被创建并 常驻内存
,所以是线程安全的。但显然,这种方法没有起到 lazy loading 的效果。举个例子,也许你只想调用 SingletonDemo.printHello()
方法,但同时打印了 ”Singleton has loaded“,这可能是你不想见到的。
所以我们引入静态类内部加载的方式,也算是单例模式较为完善的解决方案。
静态类内部加载
public class SingletonDemo { private SingletonDemo() { } public static SingletonDemo getInstance() { return SingletonHolder.instance; } private static class SingletonHolder { private static SingletonDemo instance = new SingletonDemo(); } }
使用 私有内部类
的好处是,静态内部类不会在单例加载时就加载,而是在调用 getInstance()
方法时才进行加载。且单例的创建是在 SingletonHolder 被 JVM 加载时完成,故而也是线程安全的。因此该方法兼备了以上两种实现的优点。
双重校验锁法
public class SingletonDemo { private volatile static SingletonDemo instance; private SingletonDemo() { System.out.println("Singletonhasloaded"); } public static SingletonDemo getInstance() { if (instance == null) { synchronized (SingletonDemo.class) { if (instance == null) { instance = new SingletonDemo(); } } } return instance; } }
接下来我解释一下在并发时,双重校验锁法会有怎样的情景:
getInstance() getInstance()
理论上双重校验锁法是线程安全的,并且,这种方法实现了lazy loading。
以上就是本文的全部内容,希望对大家的学习有所帮助,也希望大家多多支持 码农网
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