線程安全的單例模式

1. 全局變量的缺點：

必須在程序一開始就建立好對象，若是程序在此次的執行過程當中又一直沒用到它，就很是耗費資源。

 

2. 經典的單例模式實現：

Java代碼

public class Singleton {    
      //用一個靜態變量來記錄Singleton類的惟一實例   
      private static Singleton uniqueInstance;
      private Singleton() {}   
           
      //注意這個方法也是靜態的   
      public static Singleton getInstance() {    
           if(uniqueInstance == null) {   
             uniqueInstance = new Singleton();   
           }   
           return uniqueInstance;   
      }   
}  

    單例常被用來管理共享的資源，例如數據庫鏈接、線程池、緩存、註冊表。

    單例模式確保一個類只有一個實例，並提供一個全局訪問點。

    這個模式的問題：在多線程時，並不能保證這個類只被實例化一次。

 

3. 處理多線程：

Java代碼

public class Singleton {    
    //用一個靜態變量來記錄Singleton類的惟一實例   
    private static Singleton uniqueInstance;   
    
    private Singleton() {}   
           
    //注意這個方法也是靜態的   
    public static synchronized Singleton getInstance() {    
        if(uniqueInstance == null) {   
             uniqueInstance = new Singleton();   
         }   
         return uniqueInstance;   
    }   
}  

 

   經過增長synchronized關鍵字到getInstance()方法中，迫使每一個線程在進入方法以前，要先等別的線程離開該方法。也就是說，不會有兩個線程能夠同時進入這個方法。

 

   這種方法存在的問題：只有第一次執行此方法時，才真正須要同步。換句話說，一旦設置好uniqueInstance變量，就再也不須要同步這個方法了。以後每次調用這個方法，同步都是一種浪費。

 

4.改善多線程

 

4.1 若是getInstance()的性能對應用程序不是很關鍵，就不用優化了

4.2 使用急切建立實例，而不用延遲實例化的作法

Java代碼

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

   標紅的語句在靜態初始化器(static initializer)中建立單例，這保證了線程安全。

   利用這個作法，JVM在加載這個類時立刻建立此惟一的單件實例。JVM保證任何線程訪問uniqueInstance靜態變量以前，必定先建立些實例。

 

   4.3 用「雙重檢查加鎖」，在getInstance()中減小使用同步

    首先檢查實例是否已經建立，若是還沒有建立，才進行同步。這樣一來，只有第一次會同步，這正是咱們想要的。

Java代碼

 

public class Singleton {
    private volatile static Singleton uniqueInstance;
    private Singleton() {}
    public static Singleton getInstance() {    
    if(uniqueInstance == null) {//(1)

//只有第一次才完全執行這裏的代碼 
 synchronized() { //再檢查一次 
          if(uniqueInstance == null) uniqueInstance = new Singleton(); } } return uniqueInstance; } } 

   在最開始若是有一、二、3個線程走到了(1)處，假設1進入了同步塊，二、3等待。1實例化後，2進入同步塊，發現uniqueInstance已經不爲空，跳出同步塊。接着3進入，又跳出同步塊。

    volatile關鍵字確保：當uniqueInstance變量被初始化成Singleton實例時，多個線程正確地uniqueInstance變量。若是性能是你關心的重點，那麼這個作法能夠幫你大大地減小getInstance()的時間耗費。