单例模式
单例模式
适用于资源占用较多的类,保证一个类只有一个实例即单例。通用的做法就是构造器私有化,提供一个全局的访问点,返回类的实例。
public class Singleton { private static Singleton sin = new Singleton(); private Singleton(){} public static Singleton getSingleton(){ return sin; } }
PS:关于如何保证new对象时候的线程安全性,虚拟机采用了CAS配上失败重试的方式保证更新更新操作的原子性和TLAB两种方式来解决这个问题。(此处参考Java虚拟机2:Java内存区域及对象)
public class Singleton { private static Singleton instance; private Singleton (){} public static synchronized Singleton getInstance(){ if (instance == null) instance = new Singleton(); return instance; } }
使用同步方法,确保线程安全,但是整个方法加锁性能较低,不推荐使用。
所以只需要给方法的一部分加锁就好了,采用下面双检锁方法:
public class Singleton { private static Singleton instance; private Singleton (){} public static Singleton getInstance(){ if (instance == null){ synchronized(Singleton.class){ if (instance == null) instance = new Singleton(); } } return instance; } }
但是这种写法也存在线程安全的问题:
1.A、B线程同时进入了第一个if判断
2.A首先进入synchronized块,由于instance为null,所以执行instance = new Singleton();
此时正常的执行顺序是:
1.分配内存空间
2.初始化对象
3.instance引用指向内存空间
由于编译器的优化,重新安排执行顺序(但是执行结果不变),可能执行顺序变成:JVM先分配给Singleton实例内存,并将地址赋值给instance变量(注意此时JVM没有开始初始化这个实例),然后A离开了synchronized块。
3.B进入synchronized块,由于instance非null,因此它马上离开了synchronized块并将结果返回给调用该方法的程序。
而volatile 关键字并不是 Java 语言的专属,C语言也有,原意是禁止CPU缓存,例如声明一个volatile变量 volatile int i = 0,表示编译器对这个变量的读写不使用CPU缓存,必须从内存中读取。
这个特性好像跟指令重排没什么关系,但是在1.5后对其语义进行了增强:Happens-Before规则,简单来说就是前面一个操作对于后面操作是可见的,这样一来就可以避免编译优化从而解决上述问题了。