单例模式

Posted 2020-10-03 jerrice

转自：https://my.oschina.net/pingpangkuangmo/blog/376329

一个类只能构造一个对象。

分为懒汉式和饿汉式

饿汉式：

public final class Singleton {

    private static final Singleton instance=new Singleton();声明时就已构造出对象
    
    private Singleton(){}
    
    public static Singleton getInstance(){
        return instance;
    }
}

简单粗暴，线程安全。

特点：1.构造器私有，使得别人无法再创建新对象（通过反射方式除外）。

2.提供一个静态方法用于获取对象实例。在类加载器加载Singleton的时候就会去初始化创建一个Singleton实例，类加载器加载Singleton时线程安全的

 

懒汉式：延迟初始化

public final class Singleton {

    private volatile static Singleton instance=null;//加volatile 禁止重排序
    
    private Singleton(){}
    
    public static  Singleton getInstance(){
        if(instance==null){                 //第一个if，先判断是否为null，减小开销。因为不管有没有初始化都执行sychronized同步，开销很大
            synchronized (Singleton.class) {
                if(instance==null){          //第二个if， 有可能此时已经初始化了，所以要再次判断
                    instance=new Singleton();
                }
            }
        }
        return instance;
    }
}

双重检查机制。看似已经完美，实则不然。instance=new Singleton()实际上分为三个过程： 
1 分配内存 
2 对Singleton的一些初始化工作包括构造函数的执行 
3 对instance变量赋值内存地址 

不同的编译器优化时，2和3之间可能会重排序，导致结果：线程1当执行到第2步的时候，instance就已经有值了，此时线程2执行getInstance方法的最外层的if(instance==null)判断就会直接返回。然而该对象还没有真正的完成初始化，还不能正常使用。此时线程2如果去使用该对象，就会出问题了。

具体过程可见：https://my.oschina.net/pingpangkuangmo/blog/376329，一目了然

另一种解决方案：依靠jvm对类和接口的同步来实现单例线程安全的

public final class Singleton {

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

当多个线程执行SingletonHolder.instance时，会首先进行类的初始化，即多个线程可能同时去初始化同一个类，这方面对于jvm来说是进行了细致的同步，每个类都有一个初始化锁，来确保只能有一个线程来初始化类。当线程A获取了SingletonHolder类的初始化锁，线程B则需要等待，线程A就要去执行SingletonHolder的静态变量表达式、静态代码块等初始化工作，然后就能确保Singleton instance=new Singleton()只被一个线程来执行。 
总的来说，此种方法是依靠jvm对类和接口的同步来实现单例线程安全的。具体jvm对于类和接口初始化的同步过程可以见这篇文章http://www.infoq.com/cn/articles/double-checked-locking-with-delay-initialization