單例模式 singleton pattern

有一些對象其實我們只需要一個曙蒸,比如線程池、緩存岗钩、對話框纽窟、日志對象等,于是單例模式就出場了兼吓。

單例模式結(jié)構(gòu)圖.png

餓漢式

public class SingleDog {

    // 為了不能在外部創(chuàng)建該類實例臂港,需要把構(gòu)造函數(shù)設(shè)置為私有
    private SingleDog() {

    }

    private static final SingleDog mSingleDog = new SingleDog();

    public static SingleDog getDog() {
        return mSingleDog;
    }

    public static void eat() {
        System.out.println("eat bone");
    }

}

餓漢式是最簡單的單例模式,缺點也很明顯视搏,就是不論用不用得到审孽,都會創(chuàng)建實例。這對在這次程序運行中沒用到該實例的情況是一種資源的浪費浑娜,于是就有了飽漢式佑力。

飽漢式

public class SingleDog {

    // 為了不能再外部創(chuàng)建該類實例,需要把構(gòu)造函數(shù)設(shè)置為私有
    private SingleDog() {

    }

    private static SingleDog mSingleDog;

    public static SingleDog getDog() {
        if (mSingleDog == null) {
            mSingleDog = new SingleDog();
        }
        return mSingleDog;
    }

    public static void eat() {
        System.out.println("Eat shit");
    }

}

飽漢式是一種懶加載筋遭,當(dāng)用到的時候再去創(chuàng)建编饺,下次再用的時候因為不為null响驴,就直接用透且,缺點也很明顯石蔗,就是多線程的時候可能會創(chuàng)建多個對象养距,于是就有了同步鎖棍厌。

飽漢式 同步鎖

public class SingleDog {

    // 為了不能在外部創(chuàng)建該類實例敬肚,需要把構(gòu)造函數(shù)設(shè)置為私有
    private SingleDog() {

    }

    private static SingleDog mSingleDog;

    public static synchronized SingleDog getDog() {
        if (mSingleDog == null) {
            mSingleDog = new SingleDog();
        }
        return mSingleDog;
    }

  /*public static SingleDog getDog() {
        synchronized (SingleDog.class) {
            if (mSingleDog == null) {
                mSingleDog = new SingleDog();
            }
        }
        return mSingleDog;
    }*/

    public static void eat() {
        System.out.println("Eat shit");
    }

}

上面加了鎖艳馒,可以保證不會創(chuàng)建多個弄慰,但是當(dāng)我們已經(jīng)創(chuàng)建了一個對象的時候陆爽,有多個線程去取該對象需要同步就沒有必要的慌闭,這樣做影響了性能,于是粥庄,就有了雙重檢查鎖。

飽漢式 DCL雙重檢查鎖

public class SingleDog {

    // 為了不能在外部創(chuàng)建該類實例载佳,需要把構(gòu)造函數(shù)設(shè)置為私有
    private SingleDog() {

    }

    private static SingleDog mSingleDog;

    public static SingleDog getDog() {
        if (mSingleDog == null) {
            synchronized (SingleDog.class) {
                if (mSingleDog == null) {
                    mSingleDog = new SingleDog();
                }
            }
        }
        return mSingleDog;
    }

    public static void eat() {
        System.out.println("Eat shit");
    }

}

雙重檢查鎖在對象為空的時候蔫慧,需要同步去創(chuàng)建,在創(chuàng)建時又判斷了對象是不是為空黍析,因此不會創(chuàng)建多個阐枣,而在對象不為空時甩鳄,就直接返回對象妙啃,不需要同步揖赴。上面的寫法看起來即可以保證一個對象,也能延遲加載突倍。但其實最顯而易見的錯誤是,SingleDog 對象初始化時的寫操作與寫入mSingleDog字段的操作可以是無序的秕磷。這樣的話澎嚣,如果某個線程調(diào)用getDog()可能看到mSingleDog字段指向了一個SingleDog 對象,但看到該對象里的字段值卻是默認(rèn)值晤郑,而不是在SingleDog 構(gòu)造方法里設(shè)置的那些值。(假如SingleDog 有個字段是顏色诫龙,默認(rèn)是白色叫榕,構(gòu)造函數(shù)傳入黃色晰绎,在多線程下,可能拿到了SingleDog 的實例顏色是白色的括丁,因為SingleDog 已經(jīng)指向了某一個對象了荞下,所以不為空尖昏,但是由于還來不及寫入黃色,就被另一個線程使用了,于是就白色了)

解決的辦法是在聲明單例對象時加上volatile private volatile static SingleDog mSingleDog;

當(dāng)一個域聲明為volatile類型后,編譯器與運行時會監(jiān)視這個變量:它是共享的,而且對它的操作不會與其他的內(nèi)存操作一起被重排序。volatile變量不會緩存在寄存器或緩存在對其他處理器隱藏的地方蔓涧。所以鳞陨,讀一個volatile類型的變量時瞻惋,總會返回由某一線程所寫入的最新值厦滤。

飽漢式 內(nèi)部靜態(tài)類

public class SingleDog {

    // 為了不能再外部創(chuàng)建該類實例,需要把構(gòu)造函數(shù)設(shè)置為私有
    private SingleDog() {

    }

    public static SingleDog getDog() {
        return InnerDog.mDog;
    }

    private static class InnerDog {
        private static final SingleDog mDog = new SingleDog();
    }

    public static void eat() {
        System.out.println("Eat shit");
    }

}

由于內(nèi)部靜態(tài)類只會在被調(diào)用時才加載羽峰,且靜態(tài)變量在聲明時的賦值只會被執(zhí)行一次趟咆,加上final 可以保證正在創(chuàng)建中的對象不能被其他線程訪問到添瓷。因此這種內(nèi)部靜態(tài)類的單例實現(xiàn)是非常好的一種選擇。

枚舉單例

public enum SingleDog {

    mSingleDog;

    public static void eat() {
        System.out.println("Eat shit");
    }

}

利用枚舉可以很簡單的實現(xiàn)單例值纱,不過android開發(fā)中鳞贷,谷歌不推薦使用枚舉,因為會比較占內(nèi)存虐唠,所以這種方式就當(dāng)做了解下搀愧。

擴展

雙重檢查鎖定失效分析
Thread-safety with the Java final keyword
Android 中的 Enum 到底占多少內(nèi)存?該如何用疆偿?

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