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饿汉模式

懒汉模式-单线程版

懒汉模式-多线程版

懒汉模式-多线程版(改进)

单例是一种设计模式。

啥是设计模式?

设计模式好比象棋中的 "棋谱". 红方当头炮, 黑方马来跳. 针对红方的一些走法, 黑方应招的时候有一些固定的套路. 按照套路来走局势就不会吃亏.

软件开发中也有很多常见的 "问题场景". 针对这些问题场景, 大佬们总结出了一些固定的套路. 按照这个套路来实现代码, 也不会吃亏.

单例模式能保证某个类在程序中只存在唯一一份实例, 而不会创建出多个实例.

这一点在很多场景上都需要. 比如 JDBC 中的 DataSource 实例就只需要一个.

单例模式具体的实现方式, 分成 "饿汉" 和 "懒汉" 两种.

首先要分析清楚，在JAVA中哪些对象是全局唯一的：

.class对象   比如String.class;

用static修饰的变量。

饿汉模式

类加载的同时, 创建实例.

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

   既然是单例，那么通过new方式去获取对象是有歧义的，所以要将构造方法私有化，不能让外部去new这个对象。

饿汉模式书写简单，不容易出错。

懒汉模式-单线程版

类加载的时候不创建实例. 第一次使用的时候才创建实例。

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

但是放在多线程中，就会创建多个对象，出现线程不安全现象。

懒汉模式-多线程版

上面的懒汉模式的实现是线程不安全的。

线程安全问题发生在首次创建实例时. 如果在多个线程中同时调用 getInstance 方法, 就可能导致创建出多个实例.

一旦实例已经创建好了, 后面再多线程环境调用 getInstance 就不再有线程安全问题了(不再修改instance 了)

加上 synchronized 可以改善这里的线程安全问题.

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

懒汉模式-多线程版(改进)

以下代码在加锁的基础上, 做出了进一步改动:

• 使用双重 if 判定, 降低锁竞争的频率.
• 给 instance 加上了 volatile.

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

理解双重 if 判定 / volatile:

加锁 / 解锁是一件开销比较高的事情. 而懒汉模式的线程不安全只是发生在首次创建实例的时候.因此后续使用的时候, 不必再进行加锁了.

外层的 if 就是判定下看当前是否已经把 instance 实例创建出来了.

同时为了避免 "内存可见性" 导致读取的 instance 出现偏差, 于是补充上 volatile .

当多线程首次调用 getInstance, 大家可能都发现 instance 为 null, 于是又继续往下执行来竞争锁,其中竞争成功的线程, 再完成创建实例的操作.

当这个实例创建完了之后, 其他竞争到锁的线程就被里层 if 挡住了. 也就不会继续创建其他实例.

常见面试题：

描述一下单例模式：

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