设计模式—创建型模式之单例模式

设计模式—创建型模式之单例模式

介绍

单例模式说明:一个单一的类,负责创建自己的对象,同时确保系统中只有单个对象被创建。

单例模式特点:

  1. 某个类只能有一个实例;(构造器私有)
  2. 它必须自行创建这个实例;(自己编写实例化逻辑)
  3. 它必须自行向整个系统提供这个实例;(对外提供实例化方法)

单例模式图示如下:

单例模式图

饿汉式

饿汉式,比较简单,代码如下:

public class SingletonObject {private final static SingletonObject obj = new SingletonObject();private SingletonObject() {System.out.println("创建了单例对象");}public static SingletonObject getInstance() {return obj;}
}

懒汉式—效率低下实现方式1(线程安全)

获取实例的方法是static的,我们可以给整个方法加一个锁,这样锁的对象是整个类,可以保证线程安全:

代码实现如下:

public class SingletonObject {//懒汉式private static SingletonObject obj;//保证构造器私有,外部不能实例化private SingletonObject() {System.out.println("创建了单例对象");}//这种锁粒度太大,导致效率低public static synchronized SingletonObject getInstance() {//懒汉式,如果没有再去创建if(obj == null) {obj = new SingletonObject();}return obj;}
}

懒汉式—效率低下实现方式2(线程安全)

我们可以不给整个方法加锁,可以给如下代码块加锁,但是这样的方式效率还是低;

public class SingletonObject {//懒汉式private static SingletonObject obj;//保证构造器私有,外部不能实例化private SingletonObject() {System.out.println("创建了单例对象");}//但是这样锁粒度还是太大,进入到方法里边再加锁,这样效率还低public static SingletonObject getInstance() {synchronized(SingletonObject.class) {//懒汉式,如果没有再去创建if(obj == null) {obj = new SingletonObject();}}return obj;}
}

懒汉式—线程不安全

我们能否在创建时再加锁呢,于是有了如下的代码:

public class SingletonObject {//懒汉式private static SingletonObject obj;//保证构造器私有,外部不能实例化private SingletonObject() {System.out.println("创建了单例对象");}//线程不安全public static SingletonObject getInstance() {//懒汉式,如果没有再去创建if(obj == null) {synchronized(SingletonObject.class) {obj = new SingletonObject();}}return obj;}
}

这样的方式是线程不安全的,比如:

  1. 有两个线程,线程1和线程2都进入到方法中,判断到obj为null;
  2. 假如线程1先获取到锁,为obj赋值完成,然后方法运行结束,返回obj;
  3. 然后线程2获取到锁,又把obj赋值一次;此时两次返回的就不是同一个对象了。

懒汉式—双重检查锁

下面的懒汉式设计模式,用了双重检查锁;

public class SingletonObject {//懒汉式,线程可见性private volatile static SingletonObject obj;//首先保证构造器私有,外部不能实例化private SingletonObject() {System.out.println("创建了单例对象");}/*** 双重检查锁 + 内存可见性volatile*/public static SingletonObject getInstance() {//懒汉式,如果没有再去创建if (obj == null) {synchronized (SingletonObject.class) {if(obj == null){obj = new SingletonObject();}}}return obj;}
}

方法getInstance()中,如果单例对象为空,才会把方法块加锁,获取到锁的线程创建对象完成并赋值成功,且obj保证了线程可见性,其他线程便可以感知到obj不为null,就不会再创建赋值了。

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