石景山网站建设服务,大学物流仓储作业代做网站,做介绍自己的短视频网站,专业云南做网站目录 饿汉法单线程写法考虑线程安全的写法兼顾线程安全和效率的写法坑静态内部类法枚举写法总结参考资料转载: 你真的会写单例模式吗——Java实现 单例模式可能是代码最少的模式了#xff0c;但是少不一定意味着简单#xff0c;想要用好、用对单例模式#xff0c;还真得费一… 目录 饿汉法单线程写法考虑线程安全的写法兼顾线程安全和效率的写法坑静态内部类法枚举写法总结参考资料 转载: 你真的会写单例模式吗——Java实现 单例模式可能是代码最少的模式了但是少不一定意味着简单想要用好、用对单例模式还真得费一番脑筋。本文对Java中常见的单例模式写法做了一个总结如有错漏之处恳请读者指正。 饿汉法 顾名思义饿汉法就是在第一次引用该类的时候就创建对象实例而不管实际是否需要创建。代码如下 1 2 3 4 5 6 7 public class Singleton { private static Singleton new Singleton(); private Singleton() {} public static getSignleton(){ return singleton; } } 这样做的好处是编写简单但是无法做到延迟创建对象。但是我们很多时候都希望对象可以尽可能地延迟加载从而减小负载所以就需要下面的懒汉法 单线程写法 这种写法是最简单的由私有构造器和一个公有静态工厂方法构成在工厂方法中对singleton进行null判断如果是null就new一个出来最后返回singleton对象。这种方法可以实现延时加载但是有一个致命弱点线程不安全。如果有两条线程同时调用getSingleton()方法就有很大可能导致重复创建对象。 1 2 3 4 5 6 7 8 public class Singleton { private static Singleton singleton null; private Singleton(){} public static Singleton getSingleton() { if(singleton null) singleton new Singleton(); return singleton; } } 考虑线程安全的写法 这种写法考虑了线程安全将对singleton的null判断以及new的部分使用synchronized进行加锁。同时对singleton对象使用volatile关键字进行限制保证其对所有线程的可见性并且禁止对其进行指令重排序优化。如此即可从语义上保证这种单例模式写法是线程安全的。注意这里说的是语义上实际使用中还是存在小坑的会在后文写到。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 public class Singleton { private static volatile Singleton singleton null; private Singleton(){} public static Singleton getSingleton(){ synchronized (Singleton.class){ if(singleton null){ singleton new Singleton(); } } return singleton; } } 兼顾线程安全和效率的写法 虽然上面这种写法是可以正确运行的但是其效率低下还是无法实际应用。因为每次调用getSingleton()方法都必须在synchronized这里进行排队而真正遇到需要new的情况是非常少的。所以就诞生了第三种写法 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 public class Singleton { private static volatile Singleton singleton null; private Singleton(){} public static Singleton getSingleton(){ if(singleton null){ synchronized (Singleton.class){ if(singleton null){ singleton new Singleton(); } } } return singleton; } } 这种写法被称为“双重检查锁”顾名思义就是在getSingleton()方法中进行两次null检查。看似多此一举但实际上却极大提升了并发度进而提升了性能。为什么可以提高并发度呢就像上文说的在单例中new的情况非常少绝大多数都是可以并行的读操作。因此在加锁前多进行一次null检查就可以减少绝大多数的加锁操作执行效率提高的目的也就达到了。 坑 那么这种写法是不是绝对安全呢前面说了从语义角度来看并没有什么问题。但是其实还是有坑。说这个坑之前我们要先来看看volatile这个关键字。其实这个关键字有两层语义。第一层语义相信大家都比较熟悉就是可见性。可见性指的是在一个线程中对该变量的修改会马上由工作内存Work Memory写回主内存Main Memory所以会马上反应在其它线程的读取操作中。顺便一提工作内存和主内存可以近似理解为实际电脑中的高速缓存和主存工作内存是线程独享的主存是线程共享的。volatile的第二层语义是禁止指令重排序优化。大家知道我们写的代码尤其是多线程代码由于编译器优化在实际执行的时候可能与我们编写的顺序不同。编译器只保证程序执行结果与源代码相同却不保证实际指令的顺序与源代码相同。这在单线程看起来没什么问题然而一旦引入多线程这种乱序就可能导致严重问题。volatile关键字就可以从语义上解决这个问题。 注意前面反复提到“从语义上讲是没有问题的”但是很不幸禁止指令重排优化这条语义直到jdk1.5以后才能正确工作。此前的JDK中即使将变量声明为volatile也无法完全避免重排序所导致的问题。所以在jdk1.5版本前双重检查锁形式的单例模式是无法保证线程安全的。 静态内部类法 那么有没有一种延时加载并且能保证线程安全的简单写法呢我们可以把Singleton实例放到一个静态内部类中这样就避免了静态实例在Singleton类加载的时候就创建对象并且由于静态内部类只会被加载一次所以这种写法也是线程安全的 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 public class Singleton { private static class Holder { private static Singleton singleton new Singleton(); } private Singleton(){} public static Singleton getSingleton(){ return Holder.singleton; } } 但是上面提到的所有实现方式都有两个共同的缺点 都需要额外的工作(Serializable、transient、readResolve())来实现序列化否则每次反序列化一个序列化的对象实例时都会创建一个新的实例。 可能会有人使用反射强行调用我们的私有构造器如果要避免这种情况可以修改构造器让它在创建第二个实例的时候抛异常。 枚举写法 当然还有一种更加优雅的方法来实现单例模式那就是枚举写法 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 public enum Singleton { INSTANCE; private String name; public String getName(){ return name; } public void setName(String name){ this.name name; } } 使用枚举除了线程安全和防止反射强行调用构造器之外还提供了自动序列化机制防止反序列化的时候创建新的对象。因此Effective Java推荐尽可能地使用枚举来实现单例。 总结 这篇文章发出去以后得到许多反馈这让我受宠若惊觉得应该再写一点小结。代码没有一劳永逸的写法只有在特定条件下最合适的写法。在不同的平台、不同的开发环境尤其是jdk版本下自然有不同的最优解或者说较优解。比如枚举虽然Effective Java中推荐使用但是在Android平台上却是不被推荐的。在这篇Android Training中明确指出 Enums often require more than twice as much memory as static constants. You should strictly avoid using enums on Android. 再比如双重检查锁法不能在jdk1.5之前使用而在Android平台上使用就比较放心了一般Android都是jdk1.6以上了不仅修正了volatile的语义问题还加入了不少锁优化使得多线程同步的开销降低不少。 最后不管采取何种方案请时刻牢记单例的三大要点 线程安全延迟加载序列化与反序列化安全 参考资料 《Effective Java第二版》《深入理解Java虚拟机——JVM高级特性与最佳实践第二版》 转载于:https://www.cnblogs.com/zhazhaQ/p/9328929.html
