Singleton&&Doucle-CheckedLocking(单例模式和双重检查锁)

单例模式详解与代码实现

##关于书本的选择

     在此之前发布的一篇博客是Facade,来自于设计模式解析(美)第二版
      12月7号的时候我们的c#老师推荐了我两本书
    《大话设计模式》&& 《深入浅出设计模式》这两本的的都是中国人写的,易于理解,而且有很多实例。
   现在我两本书都在读《深入浅出设计模式》这本书都是java代码。

0.前奏

  1. Singleton和Doucle-CheckedLocking的关系
    在多线程的情况下双重检查锁一般和单例模式一起使用

1.Singleton 定义

   确保某个类只有一个对象实例化.

2.单例模式的两种子模式(饿汉&&懒汉)

C

//2,1饿汉模式
public class Singleton{
	private static Singleton instance = new Singleton();
	private Singleton(){}
		
	public static Singleton getInstance(){
		return instance;
		}
}

//懒汉模式
public class Singleton{
	private static Singleton instance = null;
	private Singleton(){}
		
	public static Singleton getInstance(){
		if (instance == null)
		instance = new Singleton();
		return instance;
		}
}
//双检测锁机制的单例模式

public class Singleton{
	private static Singleton instance = null;
	private Singleton(){}
		
	public static Singleton getInstance(){
		if (instance == null)
		synchronized(Singleton.class){
			if(instance == null){
				instance = new Singleton();
	         }	
		 }
		return instance;
		}
}

3.单例模式的特征

角度描述
意图希望对象只有一个实例,但灭有控制对象实例化的全局对象。还希望确保所有实体使用该对象相同的实例。而无需引用它们。
问题几个不同的客户使用同一个对象,确保这种类型的对象数目不超过一个(如针对同一个数据库)
解决方案保证一个实例
参与者与协作者Client 对象只能通过getInstance方法创建Singleton实例。
效果Client对象无需担心是否已经存在Singleton实例。这是由Singleton自己控制的。
实现如上代码

补充:Python单例代码

class Singleton(object):

    __instance = None:   #保存对象

	def __new__(cls): #创建对象
		if cls.__instance == None:   #判断对象是否被创建
			cls.__instance == object.__new__(cls) #如果没有被创建则使用父类的方法创建
			return cls__instance
		else:
			return cls__instance
### 单例模式中的双重检查锁定实现 #### Java 中的双重检查锁定 在Java中,双重检查锁定(Double-Checked Locking)是一种优化技术,旨在减少同步方法带来的性能开销。然而,在早期版本的Java内存模型下,这种方法存在线程安全问题。 当`singletons[i].reference`赋值操作发生在构造函数调用之前时,其他线程可能会看到未完全初始化的对象实[^1]。为了修复这个问题并确保双重检查锁定能够正常工作,可以将共享变量声明为`volatile`类型: ```java private volatile Helper helper = null; public Helper getHelper() { if (helper == null) { synchronized(this) { if (helper == null) helper = new Helper(); } } return helper; } ``` 此修改使得双重检查锁定成语能够在具有特定语义下的环境中有效运行,但在某些旧版JVM上可能仍存在问题[^5]。 #### C++ 中的双重检查锁定 对于C++而言,标准并未定义确切的记忆顺序规则直到C++11引入了正式化的记忆模型为止。因此,在较老的标准下无法保证双重检查锁定的安全性;而在遵循最新标准编译器环境下,则可通过适当使用原子操作与记忆屏障达成目的。 一种常见做法是在获取的方法内部利用局部静态变量特性自动处理一次性线程安全性: ```cpp Singleton& Singleton::getInstance() { static Singleton instance; // 局部静态对象会在第一次访问时被创建,并且是线程安全的(C++11及以上) return instance; } ``` 需要注意的是上述代码片段仅适用于支持相应特性的现代编译环境,如Visual Studio 2017之后版本或其他兼容C++11以上标准工具链[^4]。 尽管如此,考虑到跨平台移植性以及不同JVM/C++编译器之间可能存在差异,建议开发者谨慎评估所选方案适用范围,并优先考虑简可靠的替代品,比如采用懒加载加锁机制或者直接使用类级静态成员方式实现单例模式[^2]。
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