今天筆試的時(shí)候被問到了單例模式,聽了很多次,但是卻沒有認(rèn)真看過,所以交了白卷,懶的教訓(xùn)啊!
還有一題比較有趣的題目:System.out.println("ja"+"va"=="java)答案是true,可是我居然腦子抽風(fēng)答錯(cuò)了,平時(shí)不看書的代價(jià)
應(yīng)用場(chǎng)合:有些對(duì)象只需要一個(gè)就足夠了
作用:保證整個(gè)應(yīng)用程序中某個(gè)實(shí)例有且只有一個(gè)
單例模式的特點(diǎn):
1.只能有一個(gè)實(shí)例
2.必須自己創(chuàng)建自己的唯一實(shí)例
3.必須給所有其他對(duì)象提供這一實(shí)例
首先單例模式分為餓漢式和懶漢式:
餓漢式
public class Singleton {
//1.將構(gòu)造方法私有化,不允許外部直接創(chuàng)建對(duì)象
private Singleton() {
}
//2.創(chuàng)建類的唯一實(shí)例,類加載的時(shí)候靜態(tài)成員也會(huì)加載
private static Singleton instance=new Singleton();
//3.提供獲取實(shí)例的方法,使用public static修飾,使其可以被類調(diào)用
public static Singleton getInstance(){
return instance;
}
}
因?yàn)轭愖兞亢皖惙椒ㄔ陬惣虞d的時(shí)候也會(huì)一同加載,所以稱其為餓漢式的原因是它把變量提前加載了
懶漢式
public class Singleton2 {
private Singleton2(){
}
private static Singleton2 instance;
public static Singleton2 getInstance(){
if(instance==null){
instance=new Singleton2();
}
return instance;
}
}
稱其為懶漢式是因?yàn)轭惣虞d時(shí)變量只是聲明了沒有創(chuàng)建,調(diào)用方法時(shí)才創(chuàng)建變量
兩者區(qū)別:
-餓漢式在類加載完成時(shí)單例也已經(jīng)初始化完成,加載類時(shí)比較慢,可是運(yùn)行時(shí)獲取對(duì)象的速度比較快,它天生就是線程安全的,可以直接用于多線程而不會(huì)出問題
-懶漢式當(dāng)調(diào)用getInstance()方法的時(shí)候才會(huì)去初始化這個(gè)單例,加載類時(shí)比較快,但運(yùn)行時(shí)獲取對(duì)象的速度比較慢,它本身是非線程安全的
線程安全:
如果你的代碼所在的進(jìn)程中有多個(gè)線程在同時(shí)運(yùn)行，而這些線程可能會(huì)同時(shí)運(yùn)行這段代碼。如果每次運(yùn)行結(jié)果和單線程運(yùn)行的結(jié)果是一樣的，而且其他的變量的值也和預(yù)期的是一樣的，就是線程安全的
為什么說懶漢式是非線程安全呢?
假設(shè)線程A希望使用SingleTon,調(diào)用getInstance()方法,由于是第一次調(diào)用,所以檢測(cè)到instance是null的,于是開始創(chuàng)建實(shí)例,可是在這個(gè)時(shí)候CPU發(fā)生時(shí)間片切換,線程B也想使用SingleTon并調(diào)用getInstance()方法,同樣檢測(cè)到instance為null的--這是在A檢測(cè)完后切換的,A并沒有來得及創(chuàng)建實(shí)例--因此B開始創(chuàng)建,當(dāng)B創(chuàng)建完成后卻換到A繼續(xù)操作,而這時(shí)因?yàn)锳已經(jīng)檢測(cè)完所以并不會(huì)再檢測(cè)一次,所以會(huì)直接創(chuàng)建對(duì)象--這時(shí)A,B各擁有了一個(gè)SingleTon對(duì)象,單例失敗!
所以有幾個(gè)方法解決:
1.加同步鎖
public class Singleton2 {
private Singleton2(){
}
private static Singleton2 instance;
public static synchronized Singleton2 getInstance(){
if(instance==null){
instance=new Singleton2();
}
return instance;
}
}
在getInstance()方法上加上同步鎖,一個(gè)線程必須等另一個(gè)線程創(chuàng)建完成后才能使用這個(gè)方法,這就保證了單例的唯一性
可是加上了synchronized修飾的同步塊運(yùn)行起來比一般的代碼段要慢上幾倍的,如果需要調(diào)用很多次的話會(huì)影響性能,所以要繼續(xù)優(yōu)化
2.雙重檢查鎖定:
public class Singleton2 {
private Singleton2(){}
private static Singleton2 instance;
public static Singleton2 getInstance(){
synchronized (Singleton2.class) {
if(instance==null){
instance=new Singleton2();
}
return instance;
}
}
}
首先把同步鎖改為加載if語句上,可是每次調(diào)用getInstance()時(shí)也必須要同步,性能問題依舊沒有解決,所以繼續(xù)修改
public class Singleton2 {
private Singleton2(){}
private static Singleton2 instance;
public static Singleton2 getInstance(){
if(instance==null){
synchronized (Singleton2.class) {
if(instance==null){
instance=new Singleton2();
}
}
}
return instance;
}
}
首先判斷instance是否為空,如果為空加鎖初始化,如果不為空直接返回instance,避免了每次都同步的性能耗損
3.從源頭檢查
編譯原理:所謂編譯，就是把源代碼“翻譯”成目標(biāo)代碼——大多數(shù)是指機(jī)器代碼——的過程。針對(duì)Java，它的目標(biāo)代碼不是本地機(jī)器代碼，而是虛擬機(jī)代碼。編譯原理里面有一個(gè)很重要的內(nèi)容是編譯器優(yōu)化。所謂編譯器優(yōu)化是指，在不改變?cè)瓉碚Z義的情況下，通過調(diào)整語句順序，來讓程序運(yùn)行的更快。這個(gè)過程成為reorder
下面來想一下，創(chuàng)建一個(gè)變量需要哪些步驟呢？一個(gè)是申請(qǐng)一塊內(nèi)存，調(diào)用構(gòu)造方法進(jìn)行初始化操作，另一個(gè)是分配一個(gè)指針指向這塊內(nèi)存。這兩個(gè)操作誰在前誰在后呢？JVM規(guī)范并沒有規(guī)定。那么就存在這么一種情況，JVM是先開辟出一塊內(nèi)存，然后把指針指向這塊內(nèi)存，最后調(diào)用構(gòu)造方法進(jìn)行初始化
下面考慮這樣一種情況:
線程A開始創(chuàng)建SingleTon實(shí)例,而線程B此時(shí)調(diào)用了getInstance()方法,按照上面說的內(nèi)存模型,此時(shí)A已經(jīng)把instance指向了那塊內(nèi)存,只是還沒有調(diào)用構(gòu)造方法,因此B檢測(cè)到instance不為null,于是直接把instance返回了---此時(shí)問題出現(xiàn)了,instance還沒有構(gòu)造完成就被返回了,這就造成錯(cuò)誤了
在JDK 5之后，Java使用了新的內(nèi)存模型。volatile關(guān)鍵字有了明確的語義——在JDK1.5之前，volatile是個(gè)關(guān)鍵字，但是并沒有明確的規(guī)定其用途——被volatile修飾的寫變量不能和之前的讀寫代碼調(diào)整，讀變量不能和之后的讀寫代碼調(diào)整！因此，只要我們簡(jiǎn)單的把instance加上volatile關(guān)鍵字就可以了
public class Singleton2 {
private Singleton2(){}
private volatile static Singleton2 instance;
public static Singleton2 getInstance(){
if(instance==null){
synchronized (Singleton2.class) {
if(instance==null){
instance=new Singleton2();
}
}
}
return instance;
}
}
還有一種方法:
靜態(tài)內(nèi)部類(推薦)
public class Singleton2 {
private Singleton2(){}
private static class SingletonClassInstance{
private static final Singleton2 instance=new Singleton2();
}
public static Singleton2 getInstance(){
return SingletonClassInstance.instance;
}
}
Singleton2并不是static的,所以不會(huì)被初始化,直到調(diào)用getInstance()方法時(shí),會(huì)首先加載SingletonClassInstance類,這個(gè)類有一個(gè)static的Singleton2類,所以需要調(diào)用Singleton2的構(gòu)造方法,然后將這個(gè)內(nèi)部類的instance返回給使用者,由于是static的,，所以不會(huì)構(gòu)造多次,由于這個(gè)構(gòu)造是并發(fā)的,所以不需要加同步
