使用单例模式优化代码

Posted 2021-05-01 小胡的技术之路

前言

单例模式，是一种对象的创建模式，用于产生一个对象的具体实例，它可以确保系统中一个类只产生一个实例，在JAVA语言中，这样的行为可以带来2大好处

1.对于频繁使用的对象，可以省略创建对象所花费的时间。

2.由于new操作的次数减少，因而对系统内存的使用频率也会降低，这将减轻GC压力，缩短GC停顿时间

单例模式代码

核心在于通过一个接口返回唯一的对象实例：

注意：单例类必须要有一个private访问级别的构造函数，只有这样，才能确保单例不会再系统中的其他代码内被实例化，其次，instatnce成员变量和getInstance()方法必须是static的

上面代码模式的弊端

上面的实现方式非常简单，而且十分可靠，唯一的不足就是无法对instance实例做延迟加载。假如单例的创建过程很慢，而由于Instance成员变量是static定义的，因此，在JVM加载单例类的时候，单例对象就会被创建，这个单例类在系统中还扮演其他角色，那么在任何使用这个单例类的地方都会初始化这个单例变量，而不管是否被用到。比如单例类作为String工厂，用于创建一些字符串。

(该类既用于创建单例Singleton,又用于创建String对象)

结果：

可以看到，虽然当时没有 使用单例类，但是它还是被创建出来了。如何解决这个问题，引入延迟加载机制。

1.首先，对于静态成员变量instance初始值赋予null，确保系统启动时，没有额外的负载，

2.其次，在getInstance()工厂方法中，判断当前单例是否已经存在，如果存在则返回，如果不存在则再次创建单例，

3.这里尤其注意getInstance()方法必须是同步的，否则多线程的情况下,当线程1正新建单例的时候，完成赋值操作之前，线程2可能判断instance为null，故线程2也将启动新建单例的程序，而导致多个实例被创建。关键字很重要

出现了新的问题

使用上例中的单例实现，虽然实现了延迟加载功能,但是和第一种方法相比，它引入了同步关键字，在多线程的环境下，它的时耗远远大于第一种单例模式

看下面的测试代码

 开启5个线程同时完成以上代码的运行。使用第1种类型的单例耗时0ms,而使用LazySingleton却相对耗时约390ms。性能至少相差2个数量级

继续改进

1.单例模式使用内部类来维护单例的实例，当StaticSingleton被加载时，其内部类并不会被初始化，故可以确保当StaticSingleton类被加载入JVM时，不会初始化单例类，

2.而当getInstance方法被调用时候，才会加载SingletonHolder，从而初始化instance，同时，由于实例的建立是在类的加载时完成的，故天生对多线程友好，getInstance()方法也不需要使用同步关键字。

但是，这种方式真的可以确保在系统中只存在唯一的实例了吗？？有没有例外情况呢.................................[夜深了，先睡觉]