《设计模式》之单例模式

 
一、饿汉式
二、懒汉式
 
***三、双重检查锁 
为什么两次判断
volatile 作用 ：对象引用的可见性、禁止指令重排序
 
四、静态内部类

 

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一、饿汉式

类加载时就初始化创建单例对象，线程安全

不管是否使用，都创建对象可能会浪费内存。

public class HungrySingleton {
　　 private HungrySinglenton(){}
    
    private static final HungrySingleton hs = new HungrySingleton();

    public static HungrySingleton getInstance(){
        return hs;
    }
}

 

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二、懒汉式

在外部调用时才会加载，加锁保证线程安全，但效率低。

public class LazySingleton {

    private static volatile LazySingleton ls = null;

    private LazySingleton(){}

    public static synchronized LazySingleton getInstance(){
        if(ls == null){
            return new LazySingleton();
        }else{
            return ls;
        }
    }
}

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***三、双重检查锁 

 

public class DCL { 

    private volatile static DCL instance; 
    private DCL(){}

    public static DCL getInstance() { 
        
        if (instance == null) { // 第一次检查
            // A、B
            synchronized (DCL.class) { 
                if (instance == null) // 第二次检查
                    instance = new DCL(); 
            } 
        }
        return instance; 
    } 

}

  

使用 volatile 以及多重检查 减小锁的范围

如果一次判断，去掉外层的 null 判断，每次获取单例 都需要加锁。

 

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为什么两次判断

synchronized 保证创建过程 线程安全，避免多个线程同时创建多个单例对象。

 

第一次判断，验证是否创建对象

第二次判断，为了避免重复创建单例，存在多个线程通过了第一次判断在等待锁，来创建新的实例对象。

当A与B同时调用，判断第一个if都为空

1）A拿到锁，进行第二层 if 判断，条件成立new了一个对象；

2）B在外层等待，A创建完成，释放锁，B拿到锁，进行第二层if判断，条件不成立，结束释放锁。

 

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volatile 作用 ：对象引用的可见性、禁止指令重排序

 

volatile 保证 对象引用的可见性 和 禁止指令重排序。通过内存屏障禁止指令重排序

 

禁止指令重排序

instance = new Singleton() 

不是一个原子操作，有 3个步骤:

1. 分配内存空间
2. 实例化对象
3. 对象引用赋值给 instance

 

没有 volatile ，可能会出现指令重排序

1）先将对象引用赋值给 instance，但对象实例化操作还没完成。

2）其他线程检查 instance == null，认为单例已经创建，得到一个未完全初始化的对象。

 

看见性

确保对 instance 的修改对所有线程可见

 

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四、静态内部类

同时解决

饿汉式的内存浪费问题

懒汉式的线程安全问题

public class StaticSingleton {
    
    private StaticSingleton(){}

    public static StaticSingleton getInstance() {
        return StaticClass.instance;
    }

    private static class StaticClass {
        private static final StaticSingleton instance = new StaticSingleton();
    }
}