单例模式的五种创建方式(涉及原理)

偏执的太偏执、 2023-02-17 02:19 37阅读 0赞

### 这里写自定义目录标题 ###

*  饿汉式
 *  懒汉式
 *  懒汉式引发的并发问题解决方案
 *   *  方法添加同步
     *  使用独占锁
     *   *  为什么需要判断二次对象是否为null?
         *  为什么对象需要声明volatile ?
     *  使用静态内部类
     *   *  参考mybatis单例模式

# 饿汉式 #

public class Singleton2 {
        
    	private static Singleton2 uniqueInstance = new Singleton2();
    
    	private Singleton2() {
        
    	}
    
    	public static Singleton2 getInstance() {
        
    		return uniqueInstance;
    	}
    
    }

# 懒汉式 #

/**
     * 单例模式：确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点
     * 管理共享的资源如：线程池，注册表设置，数据库连接池
     * 如果使用多个类加载器，会导致单例失效而产生多个实例
     * 解决方案：自行指定类加载器，并指向同一个类加载器
     * 全局变量缺点
     * 		不能确保只有一个实例
     * 		变量过多导致命名空间污染
     * @author Administrator
     *
     */
    public class Singleton {
        
    	private static Singleton uniqueInstance;
    
    	private Singleton() {
        
    	}
    
    	public static Singleton getInstance() {
        
    		if (uniqueInstance == null)
    			uniqueInstance = new Singleton();
    		return uniqueInstance;
    	}
    
    }

# 懒汉式引发的并发问题解决方案 #

## 方法添加同步 ##

/**
     * 多线程解决方案1
     * 缺点：只有第一次执行方法时才需要同步，设置好uniqueInstance变量，不再需要sync了，之后每次调用都浪费资源
     * 
     * @author Administrator
     *
     */
    public class Singleton1 {
        
    	private static Singleton1 uniqueInstance;
    
    	private Singleton1() {
        
    	}
    
    	public static synchronized Singleton1 getInstance() {
        
    		if (uniqueInstance == null)
    			uniqueInstance = new Singleton1();
    		return uniqueInstance;
    	}
    
    }

## 使用独占锁 ##

这里引入一个双重检查加锁的概念

### 为什么需要判断二次对象是否为null? ###

*  当线程A和线程B抢占锁,假设A抢成功,B则会阻塞.A执行结束后,这个时候单例对象已经创建,B抢到锁,如果继续执行单例对象初始化就会重复创建,这个时候很有必要再次检测此单例对象是否为null.

### 为什么对象需要声明volatile ? ###

new Singleton3()并不是一个原子操作

// 创建 Cache 对象实例，分配内存
           0: new           #5                  // class com/query/Cache
           // 复制栈顶地址，并再将其压入栈顶
           3: dup
    	// 调用构造器方法，初始化 Cache 对象
           4: invokespecial #6                  // Method "<init>":()V
    	// 存入局部方法变量表
           7: astore_1

![在这里插入图片描述][watermark_type_ZmFuZ3poZW5naGVpdGk_shadow_10_text_aHR0cHM6Ly9ibG9nLmNzZG4ubmV0L051YW5fRmVuZw_size_16_color_FFFFFF_t_70_pic_center]  
**假设当执行到第三步,另一个线程执行getInstance()获取对象,获取的会是一个尚未初始化完成的对象.**

/**
     * 多线程解决方案3:双重检查加锁
     * 
     * @author Administrator
     *
     */
    public class Singleton3 {
        
    	// volatile:线程在每次使用变量的时候，都会读取变量修改后的最的值。
    	private volatile static Singleton3 uniqueInstance;
    
    	private Singleton3() {
        
    	}
    
    	public static  Singleton3 getInstance() {
        
    		//检查实例，如果不存在就进入同步去
    		if (uniqueInstance == null) {
        
    			//只有第一次才彻底执行这里的代码
    			synchronized (Singleton3.class) {
        
    				//进入区块后，在检查一次，如果依然是null才创建实例
    				if (uniqueInstance == null)
    					uniqueInstance = new Singleton3();
    			}
    		}
    		return uniqueInstance;
    	}
    
    }

## 使用静态内部类 ##

首先static的在类加载阶段只会加载一次,这就保证了之后每次使用单例对象不需要重复加载的问题.  
第二当执行static的时候会执行clinit()方法给静态对象赋值,当多个线程抢占的时候,会有加锁操作,只会有一个线程成功执行clinit()方法,且执行成功后,后续的线程不会再执行clinit()方法,这就保证了clinit()只会执行一次,也就是说static修饰的对象只会new一次.  
也就解决了上述单例对象创建需要每次判断是否为null以及重复加锁的问题了.

/**
     当第一次访问类中的静态字段时，会触发类加载，并且
     同一个类只加载一次。静态内部类也是如此，类加载过程由类加载器负责加锁，从而保证线程
     安全。
     * @author Administrator
     *
     */
    public class Singleton4 {
        
    	private static class SingletonHolder {
        
    		//静态字段
    		public static Singleton4 instance = new  Singleton4();
    	}
    	private Singleton4() {
        
    	}
    
    	public static Singleton4 newinstance () {
        
    		// 访问静态内部类中的静态字段
    		return SingletonHolder.instance;
    	}
    }

### [参考mybatis单例模式][mybatis] ###

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[mybatis]: https://blog.csdn.net/Nuan_Feng/article/details/106003554