从单例模式说起

Posted 2020-11-20 xiguain

单例模式是我们比较常用的设计模式，玩好单例模式也会涉及到很多java基础知识。
单例作为全局性实例，在多线程情况下全局共享的变量会变得非常危险。

双重检测：

双重检测是比较常用的一种实现方式：

public class Singleton {
    public static final volatile Singleton singleton = null;
    private Singleton(){}
    public static Singleton getInstance(){
        if(singleton == null){ 
           synchronize (Singleton.class){
               if( singleton == null ) { 
                   singleton = new Singleton();
               }
        }
        return singleton;
    }
}

如果不用volatile修饰，多线程执行到 singleton == null 时，多个实例会被创建出来，就可能造成内存泄露问题。

当然你可以说可以用互斥同步的方式进行，但是我们做了同步，多线程的操作就变成了串型了，效率会很低，因为创建对象其实只需要一次，但是后面的读取都需要同步了。

还有一个原因，在jvm编译器可能会对指令进行重拍和优化，就是判断singleton == null的判断顺序可能无法保证。
于是我们将变量用volatile修饰，这个变量就不会在多线程中存在副本，都必须从主内存读取，同时避免了指令重拍。

当两个线程执行完第一个 singleton == null 后等待锁， 其中一个线程获得锁并进入synchronize后，实例化了，然后退出释放锁，另外一个线程获得锁，进入又想实例化，会判断是否进行实例化了，如果存在，就不进行实例化了。

静态内部类（懒汉模式）

一个延迟实例化的内部类的单例模式，一个内部类的容器，调用getInstance时，JVM加载这个类

public final class Singleton {
    private static class SingletonHolder {
        static final Singleton INSTANCE =  new Singleton();
    }
 
    private Singleton() {}
    public static final Singleton getInstance() {
        return SingletonHolder.INSTANCE;
    }
 }

由于SingleHolder是私有的，除了getInstance()之外没有方法可以访问它，只有在getInstance()被调用时才会真正创建，

首先，其他类在引用这个Singleton的类时，只是新建了一个引用，并没有开辟一个的堆空间存放（对象所在的内存空间）。
接着，当使用Singleton.getInstance()方法后，Java虚拟机（JVM）会加载SingletonHolder.class（JLS规定每个class对象只能被初始化一次），并实例化一个Singleton对象。

缺点：

需要在Java的另外一个内存空间（Java PermGen 永久代内存，这块内存是虚拟机加载class文件存放的位置）占用一个大块的空间。

---