设计模式单例模式：2-懒汉模式

Posted 2020-10-06 Gerrard_Feng

思想：

 

　　相比于之前提及的饿汉模式，懒汉模式的实际应用场景更加广泛一些。

　　因为在系统中，大多数的类都不必在一开始就初始化，在第一次投入使用的时候再初始化就可以了，这样做最大的好处无疑就是节省了大片的内存空间。

　　设计的思想与饿汉模式类似，同样是持有一个自身的引用，只是将 new 的动作延迟到 getinstance() 方法中执行。

 

 1 public class LazySingleton {
 2 
 3     private static LazySingleton instance;
 4 
 5     private LazySingleton() {
 6         
 7     }
 8 
 9     public static LazySingleton getInstance() {
10         if (instance == null) {
11             instance = new LazySingleton();
12         }
13         return instance;
14     }
15 
16 }

懒汉模式

 

考虑反射：

　　

　　类似的，可以在 private 的构造器中，增加对 instance 的非空判断，但是这么做，并不能完全阻止反射的入侵。

　　如果在第一次调用 getInstance() 方法之前，实施反射入侵，那么就会打破单例的情况；反之，如果在第一次调用 getInstance() 方法之后，可以阻止反射的入侵。

 

 1 @Test
 2     public void test() throws Exception {
 3         Constructor<?> constructor = LazySingleton.class.getDeclaredConstructor();
 4         constructor.setAccessible(true);
 5         // 反射入侵成功，必须优先反射
 6         LazySingleton singleton3 = (LazySingleton) constructor.newInstance();
 7         LazySingleton singleton1 = LazySingleton.getInstance();
 8         LazySingleton singleton2 = LazySingleton.getInstance();
 9         Assert.assertSame(singleton1, singleton2);
10         Assert.assertNotSame(singleton1, singleton3);
11     }

JUnit

 

考虑多线程：

 

　　由于在 getInstance() 时，才会初始化对象，那么在高并发的情况下，同时多个线程调用 getInstance() 方法，就可以成功地构造多个对象，从而打破单例。

　　有一种 DCL 双锁检测机制，就是专门用来处理这种情况的。

 

为什么必须是双锁，仅仅对方法加上 synchronized 修饰不行吗？

 

　　单单使用 synchronized，理论上是可以禁止多线程情况下创建多个实例的。但是还需要考虑另外一种情况：指令重排。

　　所有的 Java 代码，在 JVM 中最终都会转化为一系列二进制的操作指令，而 JVM 为了优化指令的执行效率，可能会进行一些重新排序，从而使代码并不是以我们所见到的形式自上而下执行。

　　Java 语言提供了许多禁止指令重排的方式，而在这里，给 instance 加上另一层限制：volatile，则是最好的解决方案。

 

 1 public class LazySingleton {
 2 
 3     private static volatile LazySingleton instance;
 4 
 5     private LazySingleton() {
 6         if (instance != null) {
 7             throw new IllegalStateException();
 8         }
 9     }
10 
11     public static synchronized LazySingleton getInstance() {
12         if (instance == null) {
13             instance = new LazySingleton();
14         }
15         return instance;
16     }
17 
18 }

完整的懒汉模式