java單例模式幾種實現方式分析

GT 發布于2019-08-19 11:37 / 3079人閱讀

摘要：餓漢模式線程安全，調用效率高，但是不能延時加載這樣做的好處是編寫簡單，但是無法做到延遲創建對象。考慮線程安全的寫法這種寫法考慮了線程安全，將對的判斷以及的部分使用進行加鎖。如此即可從語義上保證這種單例模式寫法是線程安全的。

餓漢模式

線程安全，調用效率高，但是不能延時加載

public class ImageLoader{ 
     private static ImageLoader instance = new ImageLoader; 
     private ImageLoader(){} 
     public static ImageLoader getInstance(){  
          return instance;  
      } 
}

這樣做的好處是編寫簡單，但是無法做到延遲創建對象。但是我們很多時候都希望對象可以盡可能地延遲加載，從而減小負載，所以就需要下面的懶漢法：

懶漢模式

單線程寫法

public class Singleton {
    private static Singleton singleton = null;
    private Singleton(){}
    public static Singleton getSingleton() {
        if(singleton == null) singleton = new Singleton();
        return singleton;
    }
}

這種方法可以實現延時加載，但是有一個致命弱點：線程不安全(可見性，有序性)。如果有兩條線程同時調用getSingleton()方法，就有很大可能導致重復創建對象。

考慮線程安全的寫法

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;
    }    
}

這種寫法考慮了線程安全，將對singleton的null判斷以及new的部分使用synchronized進行加鎖。同時，對singleton對象使用volatile關鍵字進行限制，保證其對所有線程的可見性，并且禁止對其進行指令重排序優化。如此即可從語義上保證這種單例模式寫法是線程安全的。注意，這里說的是語義上，實際使用中還是存在小坑的，會在后文寫到。

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;
    }    
}

這種寫法被稱為“雙重檢查鎖”，顧名思義，就是在getSingleton()方法中，進行兩次null檢查。看似多此一舉，但實際上卻極大提升了并發度，進而提升了性能。為什么可以提高并發度呢？
在單例中new的情況非常少，絕大多數都是可以并行的讀操作。因此在加鎖前多進行一次null檢查就可以減少絕大多數的加鎖操作，執行效率提高的目的也就達到了。

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