初识单例模式

Posted 2021-08-02 无赖H4

单例模式

• 饿汉模式
• 懒汉模式
• • 单线程版
  • 多线程版-性能低
  • 多线程版-性能高

单例模式（Singleton Pattern）是 Java 中最简单的设计模式之一。这种类型的设计模式属于创建型模式，它提供了一种创建对象的最佳方式。

这种模式涉及到一个单一的类，该类负责创建自己的对象，同时确保只有单个对象被创建。这个类提供了一种访问其唯一的对象的方式，可以直接访问，不需要实例化该类的对象。

注意：

1、单例类只能有一个实例。
2、单例类必须自己创建自己的唯一实例。
3、单例类必须给所有其他对象提供这一实例。

作为单例模式：
1、只能实例化一个对象——把构造方法私有化
2、只需要一个引用，保存唯一的那个对象——静态属性保存
3、别人要使用这个类对象，返回这个引用指向的对象即可——静态方法返回。

饿汉模式

作为饿汉模式，一开始就实例化好对象等待调用。

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

饿汉模式：线程安全：实例对象发生在静态初始化（类加载）
JVM规定：进行类加载的时候，只会有一个线程在操作

懒汉模式

懒汉模式：延迟加载-懒加载（Lazy Load）-按需加载
懒汉模式：把对象的实例化放在第一次调用的时候。

单线程版

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

如果在单线程的情况下，上述写法是可以的，但是在多线程情况下，是线程不安全的是典型的check-update写法
破坏了原子性。

多线程版-性能低

1、破坏了原子性，我们可以通过加锁操作解决

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

这种情况保证了线程安全，但是效率不高

在保护原子性中的 instance = new Singleton 只需要在一开始，但是会在整个生命周期中承受加锁保护，会造成性能损耗。

多线程版-性能高

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;
    }
}

1、需要二次判断：因为从开始加锁，到加锁成功，可能经过了很久，加入两个线程同时到达，可能new两个对象
2、volatile在此处的目的是：为了保证new Singleton();的代码重排序问题。
如果没有volatile关键字，instance 在有一段时间内会指向一个没有被正确初始化的对象（引用不为空），调用getInstance方法会出现错误的结果。