首页 > 代码库 > 单例设计模式

单例设计模式

顾名思义,就是保证在JVM中只有实例对象存在
单例设计模式,应用很广,优点如下:

1、当某个对象比较大,且应用很频繁,采用单例就可以节省很大的系统开销
2、new一次后,就不需要再new了,降低了系统内存的使用频率,减轻垃圾回收机制的工作

3、某些情况下,需要一个类来控制全局时,就需要单例。(一个国家只能有一个最高领导人,多了话,听谁的?)

一个简单的懒汉式:

public class Single {
	private static Single s = null;//私有静态实例,防止被外部引用,初始null,延迟加载
	private Single(){}
	//返回实例
	public static Single getInstace(){
		if(s==null)
			s = new Single();
		return s;
	}
	
	//如果对象需要被用于序列化,这样就可以对象在序列化前后保持一致
	public Object readResolve(){
		return s;
	}
}

以上实现方式,一旦处于多线程环境下,就会出现安全隐患,A,B两个线程,A判断s==null后,正准备new,还没new完,就切换到B线程,B线程new完后,切回A线程,继续new,以致出现隐患

初级解决方案:

增加线程锁,保证安全.

<span style="white-space:pre">	</span>public class Single {
		private static Single s = null;
		private Single(){}

		public synchronized static Single getInstace(){
			if(s==null)
				s = new Single();
			return s;
		}
	
		public Object readResolve(){
			return s;
		}
}

此方法,虽然解决了安全问题,但是牺牲的代价有点,因为多线程不安全的问题,只在判断实例引用为null后去new
实例对象过程中发生的,所以我们只需保证第一创建对象时,线程安全即可

改进后:

public static Single getInstace(){
		if(s==null){		//解决效率
			synchronized(Single.class){		
				if(s == null)	//解决安全问题
					s = new Single();
			}
		}
			
		return s;
	}


将 synchronized 加在了内部,也就是说当调用的时候是不需要加锁的,只有在 s 为 null, 并创建对象的时候才需要加锁, 性能有一定的提升。


貌似解决了问题,但是有可能出现隐患。

在 Java 指令中创建对象和赋值操作是分开进行的,也就是说s = new Single();语句是分两步执行的。
但是JVM却不是保证两者的顺序,有可能JVM先分配空间,再赋值给s,然后在初始化Single实例,这样就会出现问题

比如:A , B 两个线程

1.A,B同时通过第一个if判断,进入
2.A线程先获得锁对象,s == null , 执行s = new Single();
3.但是,JVM线程分配Single实例的空白内存,并赋值s,但是还有初始化s,A线程就离开synchronized
4.B线程拿到锁对象,但是此时的s!=null,所以B线程离开
5.那么调用getInstace()的程序,因为没有初始化,出现问题

所以:多线程环境下,懒汉式的隐患很难根除,所以开发一般不会用,采用用饿汉式
(面试肯定是问懒汉式,技术含量高)

饿汉式

public class Single {
	private static final Single s = new Single();
	public static Single getInstance(){
		return Single.s;
	}
}

用内部类可以进一步维护单例。

public class Single {
	private Single(){}
	
	public static class SingleChild{
		private static Single s = new Single();
	}
	
	public static Single getInstance(){
		return SingleChild.s;
	}
	
	public Object ReadResolve(){
		return getInstance();
	}
}

总结:

1.单例设计模式看似简单,但实现起来并不简单,懒汉式这一方式一定要谨慎使用,开发不使用,但是一定要会,面试

2.synchronized的使用必须成分考虑,让它呆在应该在的地方,不要顾此失彼,解决了安全,却牺牲了效率。


单例设计模式