单例模式之懒汉式

采用懒加载的方式获取实例

class Singleton3{
    private static Singleton3 instance;
    private Singleton3(){
    }
    //提供一个静态公有的方法,当使用的时候才实例化,实现懒汉式加载
    public static Singleton3 getInstance(){
        if(instance == null){
            instance = new Singleton3();
        }
        return instance;
    }
}

当需要实例化对象的时候,先判断该对象是否存在,如果存在直接返回,没有的话才创建实例,这种方式可以在使用的时候才实例,不会造成内存的浪费。
但是这种方式只能是单线程才能使用,因为在多线程的环境下,在判断对象是否为空的时候可能会被其他线程打断而造成的对象的不一致。因此在实际开发中不使用这种方式。

改进(加锁)

既然会造成不安全,那么我们就在这个基础上添加一个锁,避免线程的中断

class Singleton4{
    private static Singleton4 instance;
    private Singleton4(){
    }
    //提供一个静态公有的方法,加入同步处理代码,解决线程安全问题
    // 当使用的时候才实例化,实现懒汉式加载
    public static synchronized Singleton4 getInstance(){
        if(instance == null){
            instance = new Singleton4();
        }
        return instance;
    }
}

这种方式可以解决线程不安全的问题,只是这样会造成效率不高,每次都要进行同步操作,造成不必要的资源浪费。

再改进(双重检查)

因为获取实例的时候只需要实例化一次,后面获取只需要返回实例即可,每次的加锁会造成资源的浪费,因此可以在代码块中进行判断,如果没有实例化,那就进行实例化,但是在此这前还需要进行再一次的判断

class Singleton5{
    private static volatile Singleton5 instance;
    private Singleton5(){
    }
    //提供一个静态公有的方法,加入双重检查代码,解决线程安全问题。同时实现懒加载问题
    // 当使用的时候才实例化,实现懒汉式加载
    public static Singleton5 getInstance(){
        if(instance == null){
            synchronized (Singleton5.class){
                if(instance == null){//多线程的判断
                    instance = new Singleton5();
                }
            }

        }
        return instance;
    }
}

这种方法推荐使用。
优点:线程安全,懒加载,效率高,避免了反复加锁造成的资源浪费。

### Java 中懒汉单例模式的实现 懒汉单例模式是一种延迟初始化的方,在第一次调用 `getInstance` 方法时才创建实对象。这种方可以节省资源,因为只有当真正需要该对象的时候才会被创建。 为了防止多线程环境下可能出现的问题,通常会在方法上加上同步锁来确保线程安全: ```java public class Singleton { private static Singleton instance; private Singleton() {} public synchronized static Singleton getInstance() { if (instance == null) { instance = new Singleton(); } return instance; } } ``` 然而上述方虽然实现了线程安全性,但是每次获取实都会进行加锁操作,影响性能效率[^1]。 通过引入 `volatile` 关键字可以在不牺牲太多性能的情况下解决这个问题。`volatile` 可以保证变量的可见性和有序性,从而避免指令重排序带来的潜在风险。具体来说就是让多个线程能够看到共享变量最新的值,并且禁止编译器和处理器对读取或写入 volatile 字段的操作做任何优化处理。 改进后的懒汉单例模式如下所示: ```java public class Singleton { // 使用 volatile 防止指令重排 private static volatile Singleton instance; private Singleton() {} public static Singleton getInstance() { if (instance == null) { // 第一次检查 synchronized (Singleton.class) { if (instance == null) { // 第二次检查 instance = new Singleton(); } } } return instance; } } ``` 这里采用了双重检测锁定(Double-Checked Locking),即在进入临界区前后各增加了一次判空语句。这样做不仅提高了程序执行速度,同时也保障了线程间的正确协作[^2]。
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