java單例模式學習筆記 – JAVA編程語言程序開發技術文章

Singleton 模式的宗旨在於確保某個類隻有一個實例,別且為之提供一個全局訪問點。為瞭防止其他工作人員實例化我們的類,


可以為該類創建唯一一個構造器,並將構造器的可見設置為私有。值得註意的是,如果我們創建瞭其他的非私有的構造器,或者根本沒有為該類提


供構造器,那麼其他人員還是能實例化我們的類。 如果不希望提前創建單例對象,我們可以等到第一次使用該單例對象的時候在創建它,即


滯後初始化。滯後初始化單例對象有兩個理由:
1.也許在靜態初始化時間,你沒有關於如何初始化單例對象的足夠信息。


2.選擇滯後初始化單例的目的也許為瞭等待資源,諸如數據庫連接,尤其是在某些特定會話中不需要這個單例的應用程序中。
 
如果在多線程環境中對單例采用滯後初始化,那麼我們必須小心防止多個線程同時初始化該


通常單例模式在Java語言中,有兩種構建方式:


懶漢方式:指全局的單例實例在第一次被使用時構建。延遲初始化。
餓漢方式:指全局的單例實例在類裝載時構建。 急切初始化。
1,餓漢式單例類



public class Singleton1 {
   
    private Singleton1() {
    }
    // 在自己內部定義自己一個實例.
    // 註意這是private 隻供內部調用


    private static Singleton1 instance = new Singleton1();


    /** *//**
     *  這裡提供瞭一個供外部訪問本class的靜態方法,可以直接訪問  
     * @return
     */
    public static Singleton1 getInstance() {
        return instance;
    }
}


 


2,懶漢式單例類


public class Singleton2 {


    private static Singleton2 instance = null;
    /** *//**
     * 這個方法比上面有所改進,不用每次都進行生成對象,隻是第一次   
     * 使用時生成實例,提高瞭效率!
     * @return
     */
    public static  Singleton2 getInstance() {   
        if (instance == null)
            instance = new Singleton2();
        return instance;
    }
}



下面主要多線程問題,在懶漢單例中,單線程是沒有問題的,但多線程時就會有可能出現兩個或者以上的Singletion2實例的情況。


例如:線程1在判斷instance==null為真,掃行new操作時,在執行new操作之前,判斷為真之後,線程2正好執行判斷操作,這時instance還為null.因此,線程2也會執行new操作。以此類推,在高並發下面,就可能存在兩個或者以上的Singletion2的實例。顯然,這是不正確的。


因此改變代碼如下:


public class Singleton3 {


    private static Singleton3 instance = null;
    /** *//**
     * 這個方法比上面有所改進,不用每次都進行生成對象,隻是第一次   
     * 使用時生成實例,提高瞭效率!
     * 為瞭多線程不出錯,加入瞭同步標志
     * @return
     */
    public static synchronized  Singleton3 getInstance() {   
        if (instance == null)
            instance = new Singleton3();
        return instance;
    }


}


但這樣又產生瞭一個問題,每次獲取實例時方法都是同步的,顯然性能很受影響的,所以繼續更改代碼如下:


先記一下:volatile(網上抄的)
 
volatile, 用更低的代價替代同步


為什麼使用volatile比同步代價更低?
同步的代價, 主要由其覆蓋范圍決定, 如果可以降低同步的覆蓋范圍, 則可以大幅提升程序性能.


而volatile的覆蓋范圍僅僅變量級別的. 因此它的同步代價很低.


volatile原理是什麼?
volatile的語義, 其實是告訴處理器, 不要將我放入工作內存, 請直接在主存操作我.(工作內存詳見java內存模型)


因此, 當多核或多線程在訪問該變量時, 都將直接操作主存, 這從本質上, 做到瞭變量共享.


volatile的有什麼優勢?
1, 更大的程序吞吐量
2, 更少的代碼實現多線程
3, 程序的伸縮性較好
4, 比較好理解, 無需太高的學習成本


volatile有什麼劣勢?
1, 容易出問題
2, 比較難設計


 



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volatile使用jdk要求1.5版本及1.5以上。



改進後的代碼如下(又叫雙重加鎖):


public class Singleton4 {
   private static volatile Singleton4 instance;
    /** *//**
     * 雙重加鎖實現多線程運用和性能優化
     * @return
     */
    public static Singleton4 getInstance()
    {
      if (instance == null)
      {
        synchronized(Singleton4.class) {  //1
          if (instance == null)          //2
            instance = new Singleton4();  //3
        }
      }
      return instance;
    }
}



參考自第聯網和head first設計模式。


 


 


 



天蒼蒼,野茫茫,風吹草底見牛羊


 

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