设计模式之单例模式(Singleton)
什么是单例模式呢?
举个具体点的例子就是:
比如教室里面的教师和学生都是需要在黑板上写字的,但是一般的情况下,教室里面应该只有一个黑板吧,它是教师和学生公用滴。这时就要想办法保证取得的黑板是一个共享的唯一的对象。而单例模式就是解决这类问题的一个已经成型的模式。
从例子中可以看出单例模式有什么特点,又或者说具有这一特点的类。不难总结,无外乎有三个特点:
1、这些类只有一个实例
2、这些能过自动实例化
3、这个类对整个系统可见,即必须向整个系统提供这个实例。
如何实现单例模式?
单例模式的实现通常有两种方式:饿汉式和懒汉式
名字呢是为了能通俗易懂起的,具体程序中可以感觉到,
饿汉式:就是一上来先创建这个类,因为饿嘛!所以迫不及待!
懒汉式:就是一上来先声明一个类,不创建,等用到的时候才创建。因为懒嘛!
所以,名字是这么来的!
下面是两种实现方式的代码:
饿汉式
Public class Singleton { Private static final Singleton singleton = new Singleton(); Private Singleton(){} Public static Singleton getInstance(){
Return singleton; } }
总结:
要实现饿汉式要记住三点:
第一:构造方法私有化
第二:创建一个私有且静态final修饰的本类对象
第三:创建一个公有且静态的获取本类对象的方法,并将该类返回
懒汉式
Public class Singleton { Private static final Singleton singleton;// 只声明不创建 Private Singleton(){} Public static Singleton getInstance(){
If(singleton == null){
Singleton = new Singleton(); } } }
总结:
要实现懒汉式要记住三点:
第一:构造方法私有化
第二:声明一个私有且静态final修饰的本类对象(不创建)
第三:创建一个公有且静态的获取本类对象的方法,在该方法内判断当前类是否为空,为空则创建该类。
多线程下的单例模式
知道了什么是单例模式,也知道了单例模式怎么实现,是不是神功已经练成了呢?哈哈哈,真正地武林高手,不仅仅是自己的功夫深,还要知道自己的功夫有什么漏洞,让我们看看上面的实现方式的bug吧。(看标题就明白了吧!!)
对,那就是在多线程的情况下,会有问题。
对于懒汉式实现的方式,如果现在存在着线程A和B,代码执行情况是这个样子的,线程A执行到了If(singleton == null),线程B执行到了Singleton = new Singleton();线程B虽然实例化了一个Singleton,但是对于线程A来说判断singleton还是木有初始化的,所以线程A还会对singleton进行初始化。看看,出现问题了吧,年轻人不要惧怕问题,看看怎么解决吧。这就要用到Synchronized(同步)了,java编程语言中提供了两种同步方式:“同步方法”和“同步声明”。
于是乎,只要把Public static Singleton getInstance()加上一个Synchronized就ok了,
Public static Synchronized Singleton getInstance()。这样的话,当线程B访问这个函数的时候,其他的任何要访问该函数的代码不能执行,直到线程B执行完该函数(这是利用锁实现的)。看看很容易解决的,所以嘛,记住哦,出现问题不要怕啊。
这样写东西是真的有点烦人,但是我不得不说这样还是不太好的,因为多个线程访问同一个函数的时候,那么只能有一个线程能够访问这个函数,这显然效率有点低吧,其实可以用另外一种不同方式。看看代码:
Public static Singleton getInstance(){ If(singleton == null){
Synchronized(singleton.class){
Singleton = new Singleton();
}
}
}
这种方式将在方法上的声明转移到了内部的代码块中,只有当singleton=null时,才需要锁机制,但是如果线程A和B同时执行到了Synchronized(singleton.class),虽然也是只有一个线程能够执行,假如线程B先执行,线程B获得锁,线程B执行完之后,线程A获得锁,但是此时没有检查singleton是否为空就直接执行了,所以还会出现两个singleton实例的情况。于是双重检查模式(DCL)就出现了。代码如下:
Public static Singleton getInstance() { If(singleton == null) { Synchronized(singleton.class) { If(singleton == null) { Singleton = new Singleton(); } } }
注意,多线程在访问全局变量时是比较烦人的啊,影响数据的一致性。