设计模式之单例模式

最新推荐文章于 2024-10-14 13:22:54 发布

dynamo2120

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分类专栏：设计模式文章标签：单例模式设计模式线程安全 volatile使用场景双重检测

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类的计划生育(单例模式)

概念
类图
代码实例

概念

允许类产生仅且只有一个对象，如何在多线程环境下实现这一功能应该是这个类来控制的，所以需要实现产生单个实例关键点有以下几点

1、构造器设置为private

2、有一个包含本来的字段，并且是static类型，如果采用double check方式还需要增加volatile修饰保证可见性和有序性

3、创建对象的时机(类一加载时就创建这个实例是饥饿式在使用该对象的时候创建这个实例为饱汉式)

4、提供一个全局获取实例方法，由于不能在外部new那么该方法为static类型

5、在多线程环境下依然要保证只能有且仅有一个实例

类图

在这里插入图片描述

SingletonObject：单例对象类，类的内部进行控制如何实现仅仅返回一个实例逻辑

Client：客户端测试

代码实例

SingletonDoubleCheck 使用双重判断+synchronized+volatile保证多线程下依然获取到单个实例对象

/**
 * 为了能在多线程环境下也能保证线程安全，使用double-check双重检测
 */
public class SingletonDoubleCheck {

  //volatile 保证可见性，有序性
  private volatile static SingletonDoubleCheck singletonDoubleCheck;

  //避免外部通过new来创建对象
  private SingletonDoubleCheck() {

  }

  public static SingletonDoubleCheck getInstance() {
    //此处判断避免了每次都需要加上锁，提高了获取对象性能
    if (singletonDoubleCheck == null) {
      synchronized (SingletonDoubleCheck.class) {
        if (singletonDoubleCheck
            == null) {//如果不使用double check，会导致多线程并发获取实例时，多次创建对象，使用 volidate也避免了指令重排和可见性（如果不用volidate修饰//new 对象会经历三个过程 1、开辟内存空间 2、初始化对象值 3、将对象地址赋给引用 如果顺序变成了 1->3->2就会导致某个线程获取到的对象没有初始化）
          singletonDoubleCheck = new SingletonDoubleCheck();
        }

      }
    }
    return singletonDoubleCheck;
  }
}

SingletonObject 使用类加载器本身就实现了线程安全机制(类仅被加载一次)实现多线程下获取单个实例逻辑

public class SingletonObject {
    //饥汉模式 天生就具有线程安全性，类加载器控制一个类只被加载一次
    private static SingletonObject singletonObject = new SingletonObject();

    //避免外部通过new来创建对象
    private SingletonObject() {
    }

    public static SingletonObject getSingletonObj() {
        //return singletonObject;
        return Holder.INSTANCE;
    }

    //使用静态类建立单例，因为类只被加载器加载一次
//饱汉模式，使用的时候才创建,这样和double-check比起来不用加锁同步了
    private static class Holder {
        private static SingletonObject INSTANCE = new SingletonObject();
    }

}

Client 测试类

/**
 * @author duanyimiao
 * @create 2018-10-19 10:28 PM
 * @description
 **/
public class Client {
    public static void main(String[] args) {
        SingletonDoubleCheck singletonDoubleCheck1 = SingletonDoubleCheck.getInstance();

        SingletonDoubleCheck singletonDoubleCheck2 = SingletonDoubleCheck.getInstance();

        System.out.println(String.format("by class loader only create one object", singletonDoubleCheck1 == singletonDoubleCheck2 ? "is" : "is not"));

        SingletonObject singletonObject1 = SingletonObject.getSingletonObj();

        SingletonObject singletonObject2 = SingletonObject.getSingletonObj();

        System.out.println(String.format("by double check only create one object", singletonObject1 == singletonObject2 ? "is" : "is not"));

    }
}

输出结果

by class loader is only create one object
by double check is only create one object