浅尝设计模式——如何使用单件模式

最新推荐文章于 2024-09-13 17:14:47 发布

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本文深入解析单件模式，确保一个类仅有一个实例并提供全局访问点。探讨了单线程和多线程环境下实例化的问题及解决方案，包括同步方法、预实例化和双检查加锁等策略。

本文为阅读《Head First 设计模式》一书的摘要总结

单件模式

定义

单件模式 确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点。

示例

public class Singleton{
	private static Singleton uniqueInstance;

	private Singletion(){
		uniqueInstance = new Singleton();
	}

	public static Singleton getInstance(){
		if (uniqueInstance == null){
			uniqueInstance = new Singleton();
		}
		return uniqueInstance;
	}
}

上面的例子中，Singleton类的构造器的访问修饰符为private，这意味着我们不能在其他对象中通过new操作符来实例化这个对象。另外提供了一个静态的getInstance方法，该方法通过判断静态变量uniqueInstance是否为空来觉得是否实例化Singleton对象。我们通过调用getInstance方法，就可以得到Singleton单件。

在单线程应用中上面的代码没有问题，但是在多线程应用中，可能就会出现问题了。

在多线程应用中，假设Singleton还没有创建实例。现在线程1调用getInstance方法，当通过判断uniqueInstance==null之后，在实例化对象之前被剥夺了CPU，线程2开始调用getInstance，并获得了Singleton实例。当线程2被剥夺CPU之后，线程1继续执行，此时，uniqueInstace将会引用新的实例。

为了解决这个问题，我们只需要将getInstance改为同步方法：

public static synchronized Singleton getInstance(){
	if (uniqueInstance == null){
		uniqueInstance = new Singleton();
	}
	return uniqueInstance;
}

这样，每次调用getInstance方法，都需要等待其他线程退出该方法之后，当前线程才能进入该方法。但是这便降低了性能。实际是，该方法只有第一次执行时需要同步，一旦设置好uniqueInstace变量的引用，就不需要同步这个方法了。

若是应用程序可以忍受同步带来的效率下降，那么我们就可以不用做任何修改
前面的例子采用的是延迟实例化，我们可以采用 预实例化，来消除多线程带来的问题：

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

	private Singletion(){}

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

双检查加锁：如果十分关注性能，该方法能大大减少getInstance的耗时。

public class Singletion{
	private volatile static Singletion uniqueInstance;

	private Singleton(){

	}

	public static Singleton getInstance(){
		if (uniqueInstace == null){
			synchronized(Singletion.class){
				if (uniqueInstance == null){
					uniqueInstace = new Singleton();
				}
			}
		}
		return uniqueInstace;
	}
}