单例模式是什么?为什么要使用单例模式
单例模式,顾名思义就是在整个运行时域,一个类只有一个实例对象
为什么要用单例呢。因为有的类的,比较庞大和复杂,如果频繁创建和销毁对象,而且这些对象是可复用的话,就会造成不必要的性能浪费。
单例模式的写法?
多种写法,考虑三点:
-
是否线程安全
-
是否懒加载
-
能否反射破坏
public class Singleton {
//懒加载,线程不安全
private static Singleton instance = null;
private Singleton() {
}
public static Singleton getInstance() {
if (instance == null) {
instance = new Singleton();
}
return instance;
}
}
上面的单例是线程不安全的,因为在执行if (instance == null)
时,可能会有多个线程同时进入,从而实例化多次
那么如果把getInstance()
的签名改成:public static synchronized Singleton getInstance() {}
可以吗?
这样确实能线程安全,但是我们只需要对象在构建的时候同步线程,上面时每次获取实例的时候都同步线程,开销极大 。
线程安全问题出现在了构建对象阶段,那么我们只要在编译器构建对象,在运行时调用,就不用考虑线程安全问题了,于是我们这么写:
public class Singleton {
//编译器构建,线程安全,不是懒加载
private static Singleton instance = new Singleton();
private Singleton() {
}
public static Singleton getInstance() {
return instance;
}
}
那么能不能线程安全和懒加载都能保证呢?
我们是想在构建对象的时候同步,而可以直接使用对象的时候就没必要同步,所以可以这么写:
public class Singleton {
private static Singleton instance = null;
private Singleton() {
}
public static Singleton getInstance() {
if (instance == null) {
synchronized (Singleton.class) {
if
instance = new Singleton();
}
}
return instance;
}
}
但是这么写会有问题:可能有多个线程进入 if (instance == null) {}
代码块 ,虽然只有一个线程A能拿到锁,但是它一释放,线程B就会立即获取锁进行对象创建,对象就被创建了多次。
可以使用双检锁:
public class Singleton {
private static Singleton instance = null;
private Singleton() {
}
public static Singleton getInstance() {
//双检锁
if (instance == null) {
synchronized (Singleton.class) {
if (instance == null) {
instance = new Singleton();
}
}
}
return instance;
}
}
但是上面的写法也会遇到问题:
instance = new Singleton()
在指令层面并不是一个原子操作,而是分为三步:
-
分配内存
-
初始化对象
-
对象指向内存地址
在真正执行时,JVM为了执行效率,可能会对指令重排,比如 1 3 2
如果按照这个顺序,A线程执行到了第三步,还未初始化。假设就在此时,线程B执行到了 if (instance == null)
,false直接跳过,
返回instance导致对象未初始化。
解决办法:给instance加上volatile修饰
public class Singleton {
//懒加载,线程安全
//volatile修饰的变量不能被指令重排
private volatile static Singleton instance = null;
private Singleton() {
}
public static Singleton getInstance() {
//双检锁
if (instance == null) {
synchronized (Singleton.class) {
if (instance == null) {
instance = new Singleton();
}
}
}
return instance;
}
}
那有没有简单一点的写法呢:静态内部类
public class Singleton {
//懒加载,线程安全
private static class SingletonHolder {
private static final Singleton INSTANCE = new Singleton();
}
private Singleton() {
}
public static Singleton getInstance() {
return SingletonHolder.INSTANCE;
}
}
懒加载:静态内部类在程序启动的时候不会加载,只有第一次被调用的时候才会加载。
线程安全:多线程时,类加载机制能实现线程安全,因为loadClass方法使用了synchronized
上述写法都可以被反射破坏,因为反射可以获取到类的构造函数,包括私有构造函数,因此反射可以生成新的对象
单例模式之枚举实现 https://blog.csdn.net/lovelion/article/details/110983839
public enum Singleton {
INSTANCE;
}
在实现过程中,Java虚拟机会保证枚举类型不能被反射并且构造函数只被执行一次
标签:Singleton,模式,instance,线程,private,单例,static,public From: https://www.cnblogs.com/WilsonEdwards/p/16641099.html