一个故事一个模式-单例模式

2020-07-30T20:28:44
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前言

网上说单例模式是所有模式中最简单的一种模式,巧的是我也这么认为。不过越简单的东西,往往坑就隐藏的越深,这边文章我会把我知道的几个坑所出来。

一.什么是单例模式

​ 就如同他的名字一样,'单例'-就是只有一个实例。也就是说一个类在全局中最多只有一个实例存在,不能在多了,在多就不叫单例模式了。

1.白话小故事

​ 程序员小H单身已久,每天不是对着电脑,就是抱着手机这样来维持生活。某日,坐在电脑前,突然感觉一切都索然无味。谋生想找一个对象来一起度过人生美好的每一天。

​ 于是精心打扮出门找对象,由于小H很帅,很快就找到了心仪的另一半--小K。小H的心中永远只有小K一个人,而且发誓永远不会在找新对象。

小H和小K的关系就是单例模式,在小H的全局中只有一个小K对象,且无第二个,如果有第二个的话,他们之间的关系就出问题了。哈哈

2.用在哪里

​ 单例模式一般用在对实例数量有严格要求的地方,比如数据池,线程池,缓存,session回话等等。

3.在Java中构成的条件

  • 静态变量
  • 静态方法
  • 私有构造器

二.单例模式的两种形态

1.懒汉模式

线程不安全
public class Singleton {

    private static Singleton unsingleton;

    private Singleton(){}

    public static Singleton getInstance(){
        if(unsingleton==null){
            unsingleton=new Singleton();
        }
        return unsingleton;
    }
}

2.饿汉模式

线程安全
public class Singleton {

    private static Singleton unsingleton=new Singleton();

    private Singleton(){}

    public static Singleton getInstance(){
        return unsingleton;
    }
}

调用

public class Test {
    public static void main(String[] args) {
        Singleton singleton1=Singleton.getInstance();
    }
}

三.懒汉模式优化成线程安全

懒汉模式要变成线程安全的除了用饿汉模式之外,还有两种方法。

1.加synchronized关键字

此方法是最简单又有效的方法,不过对性能上会有所损失。比如两个线程同时调用这个实例,其中一个线程要等另一个线程调用完才可以继续调用。而线程不安全往往发生在这个实例在第一次调用的时候发生,当实例被调用一次后,线程是安全的,所以加synchronized就显得有些浪费性能。
public class Singleton {

    private static Singleton unsingleton;

    private Singleton(){}

    public static synchronized Singleton getInstance(){
        if(unsingleton==null){
            unsingleton=new Singleton();
        }
        return unsingleton;
    }
}

2.用"双重检查加锁"

上个方法说到,线程不安全往往发生在这个实例在第一次调用的时候发生,当实例被调用一次后,线程是安全的。那有没有方法只有在第一次调用的时候才用synchronized关键字,而第一次后就不用synchronized关键字呢?答案是当然有的,就是用volatile来修饰静态变量,保持其可见性。
public class Singleton {

    private static volatile Singleton unsingleton;

    private Singleton(){}

    public static Singleton getInstance(){
        if(unsingleton==null){
            //只有当第一次访问的时候才会使用synchronized关键字
            synchronized (Singleton.class){
                unsingleton=new Singleton();
            }
        }
        return unsingleton;
    }
}

三种线程安全的单例模式比较

  • 饿汉模式:性能好,写法简单,个人比较推荐用这个
  • 加synchronized关键字:性能差,不过对懒汉模式的盖章比较直接有效。
  • volatile-双重验证加锁:性能好,对Java版本有要求,要求Java5以上版本
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