單例模式的結(jié)構(gòu):
1.單例類只能有一個(gè)實(shí)例荣回。
2.單例類必須自己創(chuàng)建自己的唯一實(shí)例。
3.單例類必須給所有其他對(duì)象提供這一實(shí)例脂倦。
餓漢式單例:
?空間換取時(shí)間
在這個(gè)類被加載的時(shí)候,靜態(tài)變量instance會(huì)被初始化,此時(shí)類的私有構(gòu)造函數(shù)會(huì)被調(diào)用穆桂,這時(shí)候,單例類的唯一實(shí)例就被創(chuàng)建出來(lái)了融虽。餓漢式其實(shí)是一種比較形象的稱謂享完。既然餓,那么在創(chuàng)建對(duì)象實(shí)例的時(shí)候就比較著急有额,餓了嘛般又,于是在裝載類的時(shí)候就創(chuàng)建對(duì)象實(shí)例彼绷。
懶漢式單例類:
? 時(shí)間換空間
懶漢式單例模式實(shí)現(xiàn)里面對(duì)靜態(tài)工廠方法進(jìn)行了同步化? ? ,以處理多線程環(huán)境茴迁。
更好的實(shí)現(xiàn)方式:
雙重檢查加鎖:
所謂“雙重檢查加鎖”機(jī)制寄悯,指的是:并不是每次進(jìn)入getInstance方法都需要同步,而是先不同步堕义,進(jìn)入方法后猜旬,先檢查實(shí)例是否存在,如果不存在才進(jìn)行下面的同步塊倦卖,這是第一重檢查洒擦,進(jìn)入同步塊過(guò)后,再次檢查實(shí)例是否存在怕膛,如果不存在熟嫩,就在同步的情況下創(chuàng)建一個(gè)實(shí)例,這是第二重檢查褐捻。這樣一來(lái)掸茅,就只需要同步一次了,從而減少了多次在同步情況下進(jìn)行判斷所浪費(fèi)的時(shí)間柠逞。
“雙重檢查加鎖”機(jī)制的實(shí)現(xiàn)會(huì)使用關(guān)鍵字volatile昧狮,它的意思是:被volatile修飾的變量的值,將不會(huì)被本地線程緩存板壮,所有對(duì)該變量的讀寫都是直接操作共享內(nèi)存陵且,從而確保多個(gè)線程能正確的處理該變量。
這種實(shí)現(xiàn)方式既可以實(shí)現(xiàn)線程安全地創(chuàng)建實(shí)例个束,而又不會(huì)對(duì)性能造成太大的影響慕购。它只是第一次創(chuàng)建實(shí)例的時(shí)候同步,以后就不需要同步了茬底,從而加快了運(yùn)行速度沪悲。
提示:由于volatile關(guān)鍵字可能會(huì)屏蔽掉虛擬機(jī)中一些必要的代碼優(yōu)化,所以運(yùn)行效率并不是很高阱表。因此一般建議殿如,沒(méi)有特別的需要,不要使用最爬。也就是說(shuō)涉馁,雖然可以使用“雙重檢查加鎖”機(jī)制來(lái)實(shí)現(xiàn)線程安全的單例,但并不建議大量采用爱致,可以根據(jù)情況來(lái)選用烤送。
根據(jù)上面的分析,常見(jiàn)的兩種單例實(shí)現(xiàn)方式都存在小小的缺陷糠悯,那么有沒(méi)有一種方案帮坚,既能實(shí)現(xiàn)延遲加載妻往,又能實(shí)現(xiàn)線程安全呢?
什么是類級(jí)內(nèi)部類试和?
簡(jiǎn)單點(diǎn)說(shuō)讯泣,類級(jí)內(nèi)部類指的是,有static修飾的成員式內(nèi)部類阅悍。如果沒(méi)有static修飾的成員式內(nèi)部類被稱為對(duì)象級(jí)內(nèi)部類好渠。
類級(jí)內(nèi)部類相當(dāng)于其外部類的static成分,它的對(duì)象與外部類對(duì)象間不存在依賴關(guān)系节视,因此可直接創(chuàng)建拳锚。而對(duì)象級(jí)內(nèi)部類的實(shí)例,是綁定在外部對(duì)象實(shí)例中的肴茄。
類級(jí)內(nèi)部類中,可以定義靜態(tài)的方法但指。在靜態(tài)方法中只能夠引用外部類中的靜態(tài)成員方法或者成員變量寡痰。
類級(jí)內(nèi)部類相當(dāng)于其外部類的成員,只有在第一次被使用的時(shí)候才被會(huì)裝載棋凳。
多線程缺省同步鎖的知識(shí)
大家都知道拦坠,在多線程開(kāi)發(fā)中,為了解決并發(fā)問(wèn)題剩岳,主要是通過(guò)使用synchronized來(lái)加互斥鎖進(jìn)行同步控制贞滨。但是在某些情況中,JVM已經(jīng)隱含地為您執(zhí)行了同步拍棕,這些情況下就不用自己再來(lái)進(jìn)行同步控制了晓铆。這些情況包括:
1.由靜態(tài)初始化器(在靜態(tài)字段上或static{}塊中的初始化器)初始化數(shù)據(jù)時(shí)
2.訪問(wèn)final字段時(shí)
3.在創(chuàng)建線程之前創(chuàng)建對(duì)象時(shí)
4.線程可以看見(jiàn)它將要處理的對(duì)象時(shí)
2.解決方案的思路
要想很簡(jiǎn)單地實(shí)現(xiàn)線程安全,可以采用靜態(tài)初始化器的方式绰播,它可以由JVM來(lái)保證線程的安全性骄噪。比如前面的餓漢式實(shí)現(xiàn)方式。但是這樣一來(lái)蠢箩,不是會(huì)浪費(fèi)一定的空間嗎链蕊?因?yàn)檫@種實(shí)現(xiàn)方式,會(huì)在類裝載的時(shí)候就初始化對(duì)象谬泌,不管你需不需要滔韵。
如果現(xiàn)在有一種方法能夠讓類裝載的時(shí)候不去初始化對(duì)象,那不就解決問(wèn)題了掌实?一種可行的方式就是采用類級(jí)內(nèi)部類陪蜻,在這個(gè)類級(jí)內(nèi)部類里面去創(chuàng)建對(duì)象實(shí)例。這樣一來(lái)贱鼻,只要不使用到這個(gè)類級(jí)內(nèi)部類囱皿,那就不會(huì)創(chuàng)建對(duì)象實(shí)例勇婴,從而同時(shí)實(shí)現(xiàn)延遲加載和線程安全。
當(dāng)getInstance方法第一次被調(diào)用的時(shí)候嘱腥,它第一次讀取SingletonHolder.instance耕渴,導(dǎo)致SingletonHolder類得到初始化;而這個(gè)類在裝載并被初始化的時(shí)候齿兔,會(huì)初始化它的靜態(tài)域橱脸,從而創(chuàng)建Singleton的實(shí)例,由于是靜態(tài)的域分苇,因此只會(huì)在虛擬機(jī)裝載類的時(shí)候初始化一次添诉,并由虛擬機(jī)來(lái)保證它的線程安全性。
這個(gè)模式的優(yōu)勢(shì)在于医寿,getInstance方法并沒(méi)有被同步栏赴,并且只是執(zhí)行一個(gè)域的訪問(wèn),因此延遲初始化并沒(méi)有增加任何訪問(wèn)成本靖秩。
單例和枚舉
使用枚舉來(lái)實(shí)現(xiàn)單實(shí)例控制會(huì)更加簡(jiǎn)潔须眷,而且無(wú)償?shù)靥峁┝诵蛄谢瘷C(jī)制,并由JVM從根本上提供保障沟突,絕對(duì)防止多次實(shí)例化花颗,是更簡(jiǎn)潔、高效惠拭、安全的實(shí)現(xiàn)單例的方式扩劝。