java 设计模型之单例模式详解

java 设计模型之单例模式详解

Singleton 模式的宗旨在于确保某个类只有一个实例，别且为之提供一个全局访问点。为了防止其他工作人员实例化我们的类，

可以为该类创建唯一一个构造器，并将构造器的可http://见设置为私有。值得注意的是，如果我们创建了其他的非私有的构造器，或者根本没有为该类提

供构造器，那么其他人员还是能实例化我们的类。 如果不希望提前创建单例对象，我们可以等到第一次使用该单例对象的时候在创建它，即

滞后初始化。滞后初始化单例对象有两个理由：

1.也许在静态初始化时间，你没有关于如何初始化单例对象的足够信息。

2.选择滞后初始化单例的目的也许为了等待资源，诸如数据库连接，尤其是在某些特定会话中不需要这个单例的应用程序中。

  如果在多线程环境中对单例采用滞后初始化，那么我们必须小心防止多个线程同时初始化该

通常单例模式在java语言中，有两种构建方式：

懒汉方式:指全局的单例实例在第一次被使用时构建。延迟初始化。

饿汉方式:指全局的单例实例在类装载时构建。 急切初始化。

1，饿汉式单例类

public class Singleton1 {

private Singleton1() {

}

// 在自己内部定义自己一个实例.

// 注意这是private 只供内部调用

private static Singleton1 instance = new Singleton1();

/** *//**

* 这里提供了一个供外部访问本class的静态方法，可以直接访问　　

* @return

*/

public static Singleton1 getInstance() {

return instance;

}

}

2，懒汉式单例类

public class Singleton2 {

private static Singleton2 instance = null;

/** *//**

* 这个方法比上面有所改进，不用每次都进行生成对象，只是第一次　　　

* 使用时生成实例，提高了效率！

* @return

*/

public static Singleton2 getInstance() {

if (instance == null)

instance = new Singleton2();

return instance;

}

}

下面主要多线程问题，在懒汉单例中，单线程是没有问题的，但多线程时就会有可能出现两个或者以上的Singletion2实例的情况。

例如：线程1在判断instance==null为真，扫行new操作时，在执行new操作之前，判断为真之后，线程2正好执行判断操作，这时instance还为null.因此，线程2也会执行new操作。以此类推，在高并发下面，就可能存在两个或者以上的Singletion2的实例。显然，这是不正确的。

因此改变代码如下：

public class Singleton3 {

private static Singleton3 instance = null;

/** *//**

* 这个方法比上面有所改进，不用每次都进行生成对象，只是第一次　　　

* 使用时生成实例，提高了效率！

* 为了多线程不出错，加入了同步标志

* @return

*/

public static synchronized Singleton3 getInstance() {

if (instance == null)

instance = new Singleton3();

return instance;

}

}

但这样又产生了一个问题，每次获取实例时方法都是同步的，显然性能很受影响的，所以继续更改代码如下：

volatile, 用更低的代价替代同步

为什么使用volatile比同步代价更低?

同步的代价, 主要由其覆盖范围决定, 如果可以降低同步的覆盖范围, 则可以大幅提升程序性能.

而volatile的覆盖范围仅仅变量级别的. 因此它的同步代价很低.

volatile原理是什么?

volatile的语义, 其实是告诉处理器, 不要将我放入工作内存, 请直接在主存操作我.(工作内存详见http://java内存模型)

因此, 当多核或多线程在访问该变量时, 都将直接操作主存, 这从本质上, 做到了变量共享.

volatile的有什么优势?

1, 更大的程序吞吐量

2, 更少的代码实现多线程

3, 程序的伸缩性较好

4, 比较好理解, 无需太高的学习成本

volatile有什么劣势?

1, 容易出问题

2, 比较难设计

volatile使用jdk要求1.5版本及1.5以上。

改进后的代码如下（又叫双重加锁）：

public class Singleton4 {

private static volatile Singleton4 instance;

/** *//**

* 双重加锁实现多线程运用和性能优化

* @return

*/

public static Singleton4 getInstahttp://nce()

{

if (instance == null)

{

synchronized(Singleton4.class) { //1

if (instance == null) //2

instance = new Singleton4(); //3

}

}

return instance;

}

}

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