Java單例模式

時間 2019-11-12

標籤 java 模式欄目 Java 简体版

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單例模式之餓漢模式：

/**
 * 
 * @author Taowd
 * 功        能：單例模式，餓漢模式，線程安全，效率比較低
 * 優勢：寫法簡單，線程安全
 * 缺點：加載速度比較慢，某些特定狀況下會耗費內存
 * 編寫時間：2017-5-11-上午8:37:37
 */
public class Singleton2 {

    // 私有化構造參數
    private Singleton2() {

    }

    // 將自身實力對象設置一個屬性，並加上static和final修飾符
    private static final Singleton2 singleton2 = new Singleton2();

    // 靜態方法返回該類的示例
    public static Singleton2 getInstance() {
        return singleton2;
    }
}

單例模式之懶漢模式：

package com.taowd.singleton;

/**
 * 
 * @author Taowd
 * 功能：單例模式，懶漢模式(飽漢模式)，非線程安全的
 * 優勢：編寫簡單，類加載速度快，使用速度慢
 * 缺點：併發環境下可能出現多個Singleton實例
 * 編寫時間：2017-5-11-上午8:27:25
 */
public class Singleton1 {
    // 把構造方法私有化，防止經過new Singleton() 去實例化
    private Singleton1() {

    }

    // 定義一個Singleton類型的示例，不進行初始化，注意這裏沒有使用final關鍵字
    private static Singleton1 singleton;

    // 定義一個靜態方法，外部調用時再初始化Singleton，可是多線程訪問時可能形成重複初始化的問題
    public static Singleton1 getInstance() {
        if (singleton == null) {
            singleton = new Singleton1();
        }
        return singleton;
    }
}

單例模式之終極模式：

package com.taowd.singleton;

/**
 * 
 * @author Taowd
 * 功能：最終版，最優方案
 * 優勢：內存佔用低，效率高，線程安全，多線程操做原子性
 * 編寫時間：2017-5-11-上午8:43:08
 */
public class Singleton {
    // 把構造方法私有化，防止經過new Singleton() 去實例化
    private Singleton() {

    }

    // 定義一個Singleton類型的示例，不進行初始化，注意這裏沒有使用final關鍵字
    // volatile 保證了多線程訪問instance變量的可見性，避免了instance初始化時，其餘變量屬性還沒賦值完就被另外線程調用
    // volatile:
    private static volatile Singleton instance;

    // 定義一個靜態方法，外部調用時再初始化Singleton，可是多線程訪問時可能形成重複初始化的問題
    public static Singleton getInstance() {
        // 對象實例化與否判斷(不適用同步代碼，instance不等於null時，直接返回對象，提升執行效率)
        if (instance == null) {
            // 同步代碼塊(對象未初始化時，使用同步代碼，保證多線程訪問對象在第一次被建立後，再也不重複被建立)
            // synchronized:
            synchronized (Singleton.class) {
                // 未初始化，則初始化instance變量
                if (instance == null) {
                    instance = new Singleton();
                }
            }
        }
        return instance;
    }
}

單例模式的測試程序：

package com.taowd.test;

import org.junit.Test;

import com.taowd.singleton.Singleton1;

public class SingletonTest {

    @Test
    public void TestSingleton() {
        Singleton1 singleton1 = Singleton1.getInstance();
        Singleton1 singleton2 = Singleton1.getInstance();
        System.out.println(singleton1 == singleton2 ? "同一對象" : "不是同一對象");
    }
}

　　之前對單例模式不是很清楚，經過這幾個例子也學習了一下單例模式，其中對volatile關鍵字的含義的不是很明白，由於不多用到這個關鍵字，查閱了一下資料下面將個人查閱的信息簡單說明一下。緩存

　　volatile關鍵字能夠保證可見性和執行順序，可見性既是先發生的原子修改操做必定會在讀操做以前執行完成（同一時間對volatile變量只能有一個操做）；執行順序的含義既是volatile關鍵字會阻止編譯器或JVM對代碼重排序，或把volatile變量從同步區域(synchronized方法，synchronized代碼塊..)中移除出來。安全

Java的內存模型

Java的內存模型（JMM）能夠保證一個線程修改了某個變量，該變量的改變對另外一個線程是可見的，也就是說另外一個線程取得的這個變量的值，必定是前一個線程修改以後的值。這個也被稱做"happens-before" 。多線程

volatile關鍵字使用場所

volatile關鍵字只能修飾變量，不能修飾類，也不能修飾方法。併發

想要把某個變量共享，該變量的讀寫操做必須是原子性的，並用volatile關鍵字修飾。app

volatile修飾的long和double類型的變量讀寫操做是原子性的。long和double都是64位的，給long和double類型的變量賦值跟平臺相關，在有些平臺上不是原子操做。不少平臺給long和double變量賦值須要2步操做，每一步只寫32位，在這2個步驟之間，其餘線程獲取的long或double類型的變量的值的狀態是不正確的。性能
volatile變量有相似synchronized同步代碼的可見性，即每一個線程讀取到的都是最新更新的值。volatile的侷限性很大，你只能獲取volatile變量的值，直接設置volatile變量的值，不能比較以後再設置volatile的值，由於在你作比較操做的區間頗有可能有其餘線程修改了該volatile變量的值。學習
被volatile關鍵字修飾，代表該變量是要被多個線程訪問的，編譯器不會對與volatile變量相關的代碼作重排或其餘多線程下不容許的優化。沒有被volatile關鍵字修飾，編譯器會重排代碼，緩存變量的值，減小從主存中直接獲取變量的值。測試

不用volatile關鍵字修飾，有可能某個線程能夠獲取到另外一個線程設置的isActive的值，編譯器有可能緩存了isActive的值等等，使用volatile關鍵字能夠避免這些狀況。優化

雙重檢查單例模式在JDK4是有問題的，volatile能夠修復這個問題。本文的《第一個例子說明volatile變量的含義》中舉的例子就是說這個問題。spa

volatile關鍵字的總結

1. volatile關鍵字只用修飾變量，不能修飾方法和類。

2. volatile變量的值都是從主存中獲取的，而不是從線程的本地內存。

3.long和double變量被volatile關鍵字修飾以後，讀寫(賦值操做，讀取操做)都是原子操做.

4. 使用volatile關鍵字能夠避免內存不一致的錯誤；寫入volatile變量必定會比接下來的讀操做先發生。5. 從jdk5開始對volatile變量的修改對其餘的線程都是可見的；當線程讀取volatile變量的時候，會先把其餘線程中緩存着的volatile變量(若是尚未更新到主存中的時候)強制寫入到主存。

6. 除了long和double其餘的基本類型讀寫操做都是原子性的；引用類型的讀寫操做也是原子性的。

7. volatile變量只能作簡單的讀寫，沒有鎖，沒有阻塞。

8.volatile變量能夠是空的.

9. volatile不能保證原子性，好比volatile修飾的int變量++操做仍是非原子的。

10. 變量沒有在多個線程之間共享，沒有必要作任何同步的操做，好比使用volatile關鍵字修飾。