单例设计模式概念
单例模式是java中常见的设计模式之一,主要有:懒汉单例模式,饿汉单例模式,还有登记式单例.这边主要讲懒汉和饿汉.单例模式有以下特点.
- 单例类只能有一个实例
- 单例类必须自己创建自己的唯一实例
- 单例;类必须给所有其他对象提供这一实例
懒汉设计模式代码
public class User {
private User() {
}
private static User user = null;
public static User getUser() {
if (user == null) {
user = new User();
}
return user;
}
}
根据以上代码:user通过构造方法限定为private避免了类在外部被实例化,在同一个虚拟机范围内,user的唯一实例化只能通过get方法访问.
但是以上懒汉设计模式的实现没有考虑线程安全问题,它的线程是不安全的,在并发环境下可能出现多个user,要实现线程安全,需要对设计模式进行改造.
- 在get方法上加锁
改造代码
public static synchronized User getUser() {
if (user == null) {
user = new User();
}
return user;
}
- 双重检查锁定
改造代码
public static User getUser() {
if (user == null) {
synchronized (User.class){
if (user==null){
user = new User();
}
}
}
return user;
}
- 静态内部类
改造代码
public class User {
private static class UserHolder {
private static final User USER = new User();
}
private User() {
}
private static User user = null;
public static User getUser() {
return UserHolder.USER;
}
}
3比1,2都好一些,即实现了线程安全,又避免了同步带来的性能影响.
饿汉设计模式代码
public class User {
private User() {
}
private static User user = new User();
public static User getUser() {
return user;
}
}
饿汉式和懒汉式区别
从名字上来说，饿汉和懒汉，
饿汉就是类一旦加载，就把单例初始化完成，保证getinstance的时候，单例是已经存在的了而懒汉比较懒，只有当调用getlnstance的时候，才回去初始化这个单例。另外从以下两点再区分以下这两种方式:
- 线程安全:
饿汉式天生就是线程安全的，可以直接用于多线程而不会出现问题，懒汉式本身是非线程安全的，为了实现线程安全有几种写法，分别是上面的1、2、3，这三种实现在资源加载和性能方面有些区别。 - 资源加载和性能:
饿汉式在类创建的同时就实例化一个静态对象出来，不管之后会不会使用这个单例，都会占据一定的内存，但是相应的，在第一次调用时速度也会更快，因为其资源已经初始化完成，
而懒汉式顾名思义，会延迟加载，在第一次使用该单例的时候才会实例化对象出来，第一次调用时要做初始化，如果要做的工作比较多性能上会有些延迟，之后就和饿汉式一样了。
至于1、2、3这三种实现又有些区别，
第1种，在方法调用上加了同步，虽然线程安全了，但是每次都要同步，会影响性能，毕竟99%的情况下是不需要同步的第2种，在getlnstance中做了两次nul检查，确保了只有第一次调用单例的时候才会做同步，这样也是线程安全的，同时避免了每次都同步的性能损耗
第3种，利用了classloader的机制来保证初始化instance时只有一个线程，所以也是线程安全的，同时没有性能损耗，所以一般我倾向于使用这一种。
什么是线程安全?
如果你的代码所在的进程中有多个线程在同时运行，而这些线程可能会同时运行这段代码。如果每次运行结果和单线程运行的结果是一样的，而且其他的变量的值也和预期的是一样的，就是线程安全的。
或者说:一个类或者程序所提供的接口对于线程来说是原子操作，或者多个线程之间的切换不会导致该接口的执行结果存在二义性,也就是说我们不用考虑同步的问题，那就是线程安全的。