java单例模式几种实现方式分析

GT 发布于2019-08-19 11:37 / 2888人阅读

摘要：饿汉模式线程安全，调用效率高，但是不能延时加载这样做的好处是编写简单，但是无法做到延迟创建对象。考虑线程安全的写法这种写法考虑了线程安全，将对的判断以及的部分使用进行加锁。如此即可从语义上保证这种单例模式写法是线程安全的。

饿汉模式

线程安全，调用效率高，但是不能延时加载

public class ImageLoader{ 
     private static ImageLoader instance = new ImageLoader; 
     private ImageLoader(){} 
     public static ImageLoader getInstance(){  
          return instance;  
      } 
}

这样做的好处是编写简单，但是无法做到延迟创建对象。但是我们很多时候都希望对象可以尽可能地延迟加载，从而减小负载，所以就需要下面的懒汉法：

懒汉模式

单线程写法

public class Singleton {
    private static Singleton singleton = null;
    private Singleton(){}
    public static Singleton getSingleton() {
        if(singleton == null) singleton = new Singleton();
        return singleton;
    }
}

这种方法可以实现延时加载，但是有一个致命弱点：线程不安全(可见性，有序性)。如果有两条线程同时调用getSingleton()方法，就有很大可能导致重复创建对象。

考虑线程安全的写法

public class Singleton {
    private static volatile Singleton singleton = null;
 
    private Singleton(){}
 
    public static Singleton getSingleton(){
        synchronized (Singleton.class){
            if(singleton == null){
                singleton = new Singleton();
            }
        }
        return singleton;
    }    
}

这种写法考虑了线程安全，将对singleton的null判断以及new的部分使用synchronized进行加锁。同时，对singleton对象使用volatile关键字进行限制，保证其对所有线程的可见性，并且禁止对其进行指令重排序优化。如此即可从语义上保证这种单例模式写法是线程安全的。注意，这里说的是语义上，实际使用中还是存在小坑的，会在后文写到。

public class Singleton {
    private static volatile Singleton singleton = null;
 
    private Singleton(){}
 
    public static Singleton getSingleton(){
        if(singleton == null){
            synchronized (Singleton.class){
                if(singleton == null){
                    singleton = new Singleton();
                }
            }
        }
        return singleton;
    }    
}

这种写法被称为“双重检查锁”，顾名思义，就是在getSingleton()方法中，进行两次null检查。看似多此一举，但实际上却极大提升了并发度，进而提升了性能。为什么可以提高并发度呢？
在单例中new的情况非常少，绝大多数都是可以并行的读操作。因此在加锁前多进行一次null检查就可以减少绝大多数的加锁操作，执行效率提高的目的也就达到了。

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