单例模式的几种实现方式

Posted 2021-06-26 *^O^*—*^O^*

单例模式介绍

属于设计模式的一种，不是Java独有，一种类型，为其他调用方提供本类的实例对象，始终都是同一个对象

使用场景

使用jdbc操作数据库的时候，此时数据库连接可以通过数据库连接池来获取，为了防止出现多个对象操作数据库，产生并发执行事务，就会产生一系列的问题，这里最好的就是让操作直接串行化，就可以避免这所有的问题了，那怎么串行化，只有一个对象来进行操作，肯定也就只能依次操作了，

实现方式

设计思想就是两个：
1）私有的构造方法（外部就不能new了，否则就不是同一个对象了）
2）内部构造同一个对象，提供开发的方法给外部使用

private 当前类（）{}
public static 当前类型 getInstance（）{
return 内部new的同一个对象
}

饿汉式（线程安全）

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

类加载的时候就初始化了，就存在一点缺点
1.还没有使用，就浪费了内存空间；
2.new对象（没有执行类加载，会先执行，再执行成员变量+实例代码块+构造方法），可能抛出异常，下一次使用就使用不了了。

懒汉式（线程不安全）

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

instance = new Singleton();可以分解成三行字节码指令
是对共享变量的多行指令操作，就不具有线程安全，当初始化时，多个对象同时判定为null，就会都进入创建，这里就是线程不安全的。

静态同步方法+懒汉式（线程安全）

class Singleton {
	private static Singleton instance = null;
	private Singleton() {}
	public synchronized static Singleton getInstance() {
		if (instance == null) { //1
			instance = new Singleton();  //2
		}
		return instance;  //3
	}
}

效率比较差，因为这里把下面的三个条都加锁了，但是这里的1和3是具有原子性的，可以只需要保证可见性，就是线程安全的，但是因为这里的创建只有一次，使用是多次的，所以这里效率是不高的。

双重校验锁（线程安全）

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;
	}
}

这里就将上述所说的加上了volatile关键字，保证了可见性，所以执行创建完成之后的代码，就不需要加锁的，
这里第二个 if 存在的原因是：申请锁失败的线程，再重新获取锁，执行代码时，如果没有再次判断，就会创建一个新的对象，也就不满足单例的概念了

1.初始化完成之后，不需要加锁，使用volatile修饰变量，保证可见性，能满足线程安全（代码本身就是原子性），这样就可以并发并行的执行，提高了执行效率
2.没有初始化完成时，创建对象需要加锁来保证线程安全
3.竞争锁失败的线程，还会执行同步代码，需要再次判断，保证只初始化一次
4，引用使用了volatile关键字，还有建立内存屏障，禁止指令重排序的功能（new 分解的三条指令）