说说单例模式

分手后的思念是犯贱 2022-06-09 04:15 99阅读 0赞

单例模式应该都不陌生，被广泛使用的设计模式之一，在应用这个模式时，单例对象的类必须保证只有一个实例存在。

下面将会为大家介绍几种单例实现的方式，虽然实现方式有差异，但是**核心原理**都是：

1、将构造函数私有化

2、通过静态方法获取一个唯一的实例

3、在获取过程中保证线程安全

4、防止反序列化导致重新生成实例对象

### 线程不安全的单例 ###

这种实现方式是线程不安全的，非常不推荐这种做法

public class Signleton {
    	private  static Signleton signleton;
    
    	private Signleton() {
    	}
    
    	/**
    	 * 第一中方式：缺点，多线程访问时不安全
    	 * 
    	 * @return
    	 */
    	public static Signleton getInstance() {
    		if (signleton == null) {
    			signleton = new Signleton();
    		}
    		return signleton;
    	}
    
    	/**
    	 * 加入该方法杜绝在反序列化时重写生成对象
    	 *
    	 * @return
    	 * @throws ObjectStreamException
    	 */
    	private Object readResolve() throws ObjectStreamException {
    		return signleton;
    
    	}
    
    }

### 线程安全的单例 ###

这种方式是线程安全的，但是每次访问getInstance()方法时都会进行同步控制，效率低

public class Signleton {
    	private  static Signleton signleton;
    
    	private Signleton() {
    	}
    
    
    	/**
    	 * 第二中方式 加上同步关键字，解决了多线程访问安全的问题
    	 * 缺点：会降低性能，因为一旦设置好signleton变量，就不需要同步了，之后每次调用该方法会降低性能
    	 * 
    	 * @return
    	 */
    	public static synchronized Signleton getInstance() {
    		if (signleton == null) {
    			signleton = new Signleton();
    		}
    		return signleton;
    	}
    
    	
    	/**
    	 * 加入该方法杜绝在反序列化时重写生成对象
    	 *
    	 * @return
    	 * @throws ObjectStreamException
    	 */
    	private Object readResolve() throws ObjectStreamException {
    		return signleton;
    
    	}
    
    }

### 双重锁的单例模式 ###

该方式避免了每次调用getInstance（）方法都进行同步控制

public class Signleton {
    	private  static Signleton signleton;
    	private Signleton() {
    	}
    
    
    	/**
    	 * 第三种方式， 双重检查加锁，首先检查实例是否已经创建，如果未创建才进行同步控制，
    	 *  这样只有第一次会同步，提高了性能
         *  这种方式是错误的！！！！！或导致错误的结果，请看文章最后   
    	 * 
    	 * @return
    	 */
    	//public static Signleton getInstance() {
    	//	if (signleton == null) {
    	//		synchronized (Signleton.class) {
    	//			if (signleton == null) {
    	//				signleton = new Signleton();
    	//			}
    	//		}
    	//	}
        //	return signleton;
    	//}
    
    	/**
    	 * 加入该方法杜绝在反序列化时重写生成对象
    	 *
    	 * @return
    	 * @throws ObjectStreamException
    	 */
    	private Object readResolve() throws ObjectStreamException {
    		return signleton;
    
    	}
    
    }

但是由于signleton=new Signleton()不是原子操作，由于线程调度的原因会在某些情况下出现失效的问题，不过只需要加上volatile即可（private volatile static Signleton signleton;）。

### 饿汉单例模式 ###

该方式会在类加载时就初始化signleton。

public class Signleton {
    	 private static Signleton signleton=new Signleton();//对应第四中方式
    
    	private Signleton() {
    	}
    
    	 /**
    	 * 第四种方式，如果应用程序总是创建并使用单例实例，可以在镜头初始化器中创建单例， 使用时直接返回
    	 *
    	 * @return
    	 */
    	public static Signleton getInstance() {
    
    		return signleton;
    	}
    	
    	/**
    	 * 加入该方法杜绝在反序列化时重写生成对象
    	 *
    	 * @return
    	 * @throws ObjectStreamException
    	 */
    	private Object readResolve() throws ObjectStreamException {
    		return signleton;
    
    	}
    
    }

### 静态内部类单例模式 ###

该模式在类加载时不会初始化signleton，只有在调用get方法时才初始化

public class Signleton {
    	
    	/**
    	 * 第五种方式，使用静态内部类实现单例,相比饿汉模式不会在第一次加载Signleton类时就初始化sInstance,
    	 * 只有在调用getInstance时才会初始化
    	 */
    
    	public static Signleton getInstance() {
    		return SignletonHolder.sInstance;
    	}
    
    	private static class SignletonHolder {
    		private static final Signleton sInstance = new Signleton();
    	}
    
    	/**
    	 * 加入该方法杜绝在反序列化时重写生成对象
    	 *
    	 * @return
    	 * @throws ObjectStreamException
    	 */
    	private Object readResolve() throws ObjectStreamException {
    		return SignletonHolder.sInstance;
    
    	}
    
    }

### 枚举单例 ###

该方式写法简单，且默认枚举实例的创建时线程安全的，并且在任何情况下它都是一个单例

public enum SingletonEnum {
    		INSTANCE;
    		// TODO 一些类的方法
    		public void doSomthing() {
    
    		}
    	}

## **第三种方式存在的问题：** ##

public class DoubleCheckedLocking {                      // 1
        private static Instance instance;                    // 2
        public static Instance getInstance() {               // 3
            if (instance == null) {                          // 4:第一次检查
                synchronized (DoubleCheckedLocking.class) {  // 5:加锁
                    if (instance == null)                    // 6:第二次检查
                        instance = new Instance();           // 7:问题的根源出在这里
                }                                            // 8
            }                                                // 9
            return instance;                                 // 10
        }                                                    // 11
    }

在线程执行到第4行，代码读取到instance不为null时，instance引用的对象有可能还没有完成初始化。

instance= new Instance()  可以分解为三步

memory = allocate();　　// 1：分配对象的内存空间
    ctorInstance(memory);　 // 2：初始化对象
    instance = memory;　　  // 3：设置instance指向刚分配的内存地址

2和3在某些JIT编译器上是可以被重排序的，这样会导致这样的可能性，线程1正在执行第7步时，线程B执行了第四步instannce!=null。线程B将访问instance引用的对象，由于2,3进行了重排序，导致线程B访问到了一个未初始化的对象

可使用volatile禁止2，3的重排序（JDK1.5以后增强了volatile的语义）

public class SafeDoubleCheckedLocking {
        private volatile static Instance instance;
        public static Instance getInstance() {
            if (instance == null) {
                synchronized (SafeDoubleCheckedLocking.class) {
                    if (instance == null)
                        instance = new Instance();         // instance为volatile，现在没问题了
                }
            }
            return instance;
        }
    }