概述
作为对象的创建模式,单例模式确保某一个类只有一个实例,而且自行实例化并向整个系统提供这个实例。这个类称为单例类。
单例模式的特点
将采用单例设计模式的类的构造方法私有化(采用private修饰)。
在其内部产生该类的实例化对象,并将其封装成private static类型。
定义一个静态方法返回该类的实例。
饿汉式单例类
/**
* 饿汉单例模式
*/
public class EagerSingleton {
//实例化一个静态对象
private static EagerSingleton eagerSingleton = new EagerSingleton();
//将构造方法私有化,防止通过new创建实例
private EagerSingleton(){};
//静态的获取实例的方法供外部调用
public static EagerSingleton getInstance(){
return eagerSingleton;
}
}
上面的例子中,在这个类被加载时,静态变量instance会被初始化,此时类的私有构造子会被调用。这时候,单例类的唯一实例就被创建出来了。
饿汉式其实是一种比较形象的称谓。既然饿,那么在创建对象实例的时候就比较着急,饿了嘛,于是在装载类的时候就创建对象实例。
饿汉式是典型的空间换时间,当类装载的时候就会创建类的实例,不管你用不用,先创建出来,然后每次调用的时候,就不需要再判断,节省了运行时间。
懒汉式单例类
/**
* 懒汉单例模式
*/
public class LazySingleton {
//定义一个静态私有变量(不初始化,不使用final关键字,
//使用volatile保证了多线程访问时instance变量的可见性,避免了instance初始化时其他变量属性还没赋值完时,被另外线程调用)
private volatile static LazySingleton lazySingleton;
private LazySingleton(){};
//定义一个共有的静态方法,返回该类型实例
public static LazySingleton getInstance(){
// 对象实例化时与否判断(不使用同步代码块,instance不等于null时,直接返回对象,提高运行效率)
if(lazySingleton == null){
//同步代码块(对象未初始化时,使用同步代码块,保证多线程访问时对象在第一次创建后,不再重复被创建)
synchronized (LazySingleton.class) {
//未初始化,则初始instance变量
if(lazySingleton == null){
lazySingleton = new LazySingleton();
}
return lazySingleton;
}
}
return lazySingleton;
}
}
双重检查加锁
上述代码使用了双重检查加锁的方式来实现,就可以既实现线程安全,又能够使性能不受很大的影响。那么什么是双重检查加锁机制呢?
所谓“双重检查加锁”机制,指的是:并不是每次进入getInstance方法都需要同步,而是先不同步,进入方法后,先检查实例是否存在,如果不存在才进行下面的同步块,这是第一重检查,进入同步块过后,再次检查实例是否存在,如果不存在,就在同步的情况下创建一个实例,这是第二重检查。这样一来,就只需要同步一次了,从而减少了多次在同步情况下进行判断所浪费的时间。
“双重检查加锁”机制的实现会使用关键字volatile,它的意思是:被volatile修饰的变量的值,将不会被本地线程缓存,所有对该变量的读写都是直接操作共享内存,从而确保多个线程能正确的处理该变量。
这种实现方式既可以实现线程安全地创建实例,而又不会对性能造成太大的影响。它只是第一次创建实例的时候同步,以后就不需要同步了,从而加快了运行速度。
提示:由于volatile关键字可能会屏蔽掉虚拟机中一些必要的代码优化,所以运行效率并不是很高。因此一般建议,没有特别的需要,不要使用。也就是说,虽然可以使用“双重检查加锁”机制来实现线程安全的单例,但并不建议大量采用,可以根据情况来选用。