线程安全的单例模式

线程安全的单例模式

1. 全局变量的缺点：

必须在程序一开始就创建好对象，如果程序在这次的执行过程中又一直没用到它，就非常耗费资源。

2. 经典的单例模式实现：

Java代码

public class Singleton {

//用一个静态变量来记录Singleton类的唯一实例

private static Singleton uniqueInstance;

private Singleton() {}

//注意这个方法也是静态的

public <SPAN style="COLOR: #ff0000">static</SPAN> Singleton getInstance() {

if(uniqueInstance == null) {

uniqueInstance = new Singleton();

}

return uniqueInstance;

}

}

[b][java]
view plain
copy
print
?




public class Singleton {

//用一个静态变量来记录Singleton类的唯一实例

private static Singleton uniqueInstance;

private Singleton() {}

//注意这个方法也是静态的

public <SPAN style="COLOR: #ff0000">static</SPAN> Singleton getInstance() {

if(uniqueInstance == null) {

uniqueInstance = new Singleton();

}

return uniqueInstance;

}

}

public class Singleton {
//用一个静态变量来记录Singleton类的唯一实例
private static Singleton uniqueInstance;

private Singleton() {}

//注意这个方法也是静态的
public static Singleton getInstance() {
if(uniqueInstance == null) {
uniqueInstance = new Singleton();
}
return uniqueInstance;
}
}

单例常被用来管理共享的资源，例如数据库连接、线程池、缓存、注册表。
单例模式确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。

这个模式的问题：在多线程时，并不能保证这个类只被实例化一次。

3. 处理多线程：

public class Singleton {

Java代码

//用一个静态变量来记录Singleton类的唯一实例

private static Singleton uniqueInstance;

private Singleton() {}

//注意这个方法也是静态的

public static <SPAN style="COLOR: #ff0000">synchronized</SPAN> Singleton getInstance() {

if(uniqueInstance == null) {

uniqueInstance = new Singleton();

}

return uniqueInstance;

}

}

[java]
view plain
copy
print
?




//用一个静态变量来记录Singleton类的唯一实例

private static Singleton uniqueInstance;

private Singleton() {}

//注意这个方法也是静态的

public static <SPAN style="COLOR: #ff0000">synchronized</SPAN> Singleton getInstance() {

if(uniqueInstance == null) {

uniqueInstance = new Singleton();

}

return uniqueInstance;

}

}

//用一个静态变量来记录Singleton类的唯一实例
private static Singleton uniqueInstance;

private Singleton() {}

//注意这个方法也是静态的
public static synchronized Singleton getInstance() {
if(uniqueInstance == null) {
uniqueInstance = new Singleton();
}
return uniqueInstance;
}
}

通过增加synchronized关键字到getInstance()方法中，迫使每个线程在进入方法之前，要先等别的线程离开该方法。也就是说，不会有两个线程可以同时进入这个方法。

这种方法存在的问题：只有第一次执行此方法时，才真正需要同步。换句话说，一旦设置好uniqueInstance变量，就不再需要同步这个方法了。之后每次调用这个方法，同步都是一种浪费。

4.改善多线程

4.1 如果getInstance()的性能对应用程序不是很关键，就不用优化了

4.2 使用急切创建实例，而不用延迟实例化的做法

Java代码

public class Singleton {

<SPAN style="COLOR: #ff0000">private static Singleton uniqueInstance = new Singleton();</SPAN>

private Singleton() {}

public static Singleton getInstance() {

return uniqueInstance;

}

}

[java]
view plain
copy
print
?




public class Singleton {

<SPAN style="COLOR: #ff0000">private static Singleton uniqueInstance = new Singleton();</SPAN>

private Singleton() {}

public static Singleton getInstance() {

return uniqueInstance;

}

}

public class Singleton { private static Singleton uniqueInstance = new Singleton(); private Singleton() {}

public static Singleton getInstance() {
return uniqueInstance;
}
}

标红的语句在静态初始化器(static initializer)中创建单例，这保证了线程安全。
利用这个做法，JVM在加载这个类时马上创建此唯一的单件实例。JVM保证任何线程访问uniqueInstance静态变量之前，一定先创建些实例。

4.3 用“双重检查加锁”，在getInstance()中减少使用同步

首先检查实例是否已经创建，如果尚未创建，才进行同步。这样一来，只有第一次会同步，这正是我们想要的。

Java代码

public class Singleton {

private volatile static Singleton uniqueInstance;

private Singleton() {}

public static Singleton getInstance() {

if(uniqueInstance == null) { //(1)

//只有第一次才彻底执行这里的代码

synchronized() {

//再检查一次

if(uniqueInstance == null)

uniqueInstance = new Singleton();

}

}

return uniqueInstance;

}

}

[java]
view plain
copy
print
?




public class Singleton {

private volatile static Singleton uniqueInstance;

private Singleton() {}

public static Singleton getInstance() {

if(uniqueInstance == null) { //(1)

//只有第一次才彻底执行这里的代码

synchronized() {

//再检查一次

if(uniqueInstance == null)

uniqueInstance = new Singleton();

}

}

return uniqueInstance;

}

}

public class Singleton {

private volatile static Singleton uniqueInstance;

private Singleton() {}

public static Singleton getInstance() {
if(uniqueInstance == null) { //(1)
//只有第一次才彻底执行这里的代码
synchronized() {
//再检查一次
if(uniqueInstance == null)
uniqueInstance = new Singleton();
}
}
return uniqueInstance;
}
}

在最开始如果有1、2、3个线程走到了(1)处，假设1进入了同步块，2、3等待。1实例化后，2进入同步块，发现uniqueInstance已经不为空，跳出同步块。接着3进入，又跳出同步块。

volatile关键字确保：当uniqueInstance变量被初始化成Singleton实例时，多个线程正确地uniqueInstance变量。如果性能是你关心的重点，那么这个做法可以帮你大大地减少getInstance()的时间耗费。


[/b]