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[Java知识库]单例模式(饿汉实现、懒汉实现)

?

目录

(MS)

1.?饿汉实现?

2.??懒汉模式

① 单线程版本

② 线程安全版

③ 线程安全改进版?

以上存在线程安全问题。

④ 线程安全改进版?

以上存在线程安全问题,对象创建需要三步:

⑤ 线程安全改进最终版


(MS)

?

单例模式具体的实现?式, 分成 "饿汉" 和 "懒汉" 两种:
● 饿汉?式:程序启动之后,里面创建单例对象。(线程安全,可能会造成资源浪费)
● 懒汉?式:当有程序调用单例对象的时候才初始化。(使?时才加载,可以避免资源不必要的浪费)

单例模式的实现:

无论是饿汉还是懒汉,实现的模式是一模一样的,分为3种:

????????1. 创建 一个私有的构造函数(为防止其他类直接new此对象)。

????????2. 创建一个私有的属性对象。

????????3. 创建一个公共的对外暴露的单例对象。

默认的懒汉模式是?线程安全的,使?要对懒汉进?优化,优化改进:
????????● 全局加锁(线程安全、性能?较低)
????????● 局部加锁(线程安全,双重效验)

1.?饿汉实现?

程序执行起来之后,执行是一次性的,是线程安全的,会造成资源的浪费。

饿汉实现
public class DataSourceSingleton {
    //1. 提供私有的构造方法,(防止外部直接new对象)
    private DataSourceSingleton() {
    }
    
    //2. 创建一个私有的属性对象
    private static DataSourceSingleton dataSource = new DataSourceSingleton();
    
    //提供公共的对外的单例对象
    public static DataSourceSingleton getInstance() {
        return dataSource;
    }
}

2.??懒汉模式

为了解决饿汉模式造成的资源浪费,产生了懒汉模式。

① 单线程版本

单例模式——懒汉模式 1 单线程版本

public class DataSourceSingleton2 {
    // 1.私有的构造方法
    private DataSourceSingleton2() {
    }

    // 2.创建一个私有的属性
    private static DataSourceSingleton2 dataSource = null;

    // 3.创建一个对外提供访问的单例对象
    public  static DataSourceSingleton2 getInstance() {
        if (dataSource == null) { // 第一次访问
            dataSource = new DataSourceSingleton2();
        }
        return dataSource;
    }
}

?此懒汉模式的实现是线程不安全的.

线程安全问题发?在?次创建实例时. 如果在多个线程中同时调? getInstance ?法, 就可能导致创建出多个实例.
?旦实例已经创建好了, 后?再多线程环境调? getInstance 就不再有线程安全问题了(不再修改 instance 了)。

② 线程安全版

单例模式——懒汉模式2 线程安全版
public class DataSourceSingleton3 {
    // 1.私有的构造方法
    private DataSourceSingleton3() {
    }

    // 2.创建一个私有的属性
    private static DataSourceSingleton3 dataSource;

    // 3.创建一个对外提供访问的单例对象
    public synchronized static DataSourceSingleton3 getInstance() {
        if (dataSource == null) { // 第一次访问
            //可能会出问题
            dataSource = new DataSourceSingleton3();
        }
        return dataSource;
    }
}

虽然线程安全,但给全局加锁,性能不好。 ?

③ 线程安全改进版?

单例模式--懒汉模式3  线程安全改进版?
public class DataSourceSingleton4 {
    // 1. 私有的构造方法
    private DataSourceSingleton4() {

    }
    // 2. 私有的属性
    private static DataSourceSingleton4 dataSource = null;
    // 3. 公共的访问方法,得到单例对象
    public static DataSourceSingleton4 getInstance() {
        //在返回dataSourse的之前,要先判断,是不是第一次访问,如果是第一次访问,需要new一个对象,此时,存在线程安全问题

            if(dataSource == null) { // 大致分流状态
                synchronized (DataSourceSingleton4.class) {
                    dataSource = new DataSourceSingleton4(); // 加上synchronized (),问题仍没有解决
                }
            }
            return dataSource;
    }
}

以上存在线程安全问题。

④ 线程安全改进版?

单例模式--懒汉模式4 线程安全改进版?
public class DataSourceSingleton5 {
    // 1. 私有的构造方法
    private DataSourceSingleton5() {
    }
    // 2. 私有的属性
    private static DataSourceSingleton5 dataSource = null;

    // 3. 公共的访问方法,得到单例对象
    public static DataSourceSingleton5 getInstance() {
        //在返回dataSourse的之前,要先判断,是不是第一次访问,如果是第一次访问,需要new一个对象,此时,存在线程安全问题
        // 加上synchronized (),问题仍没有解决
        //在synchronized ()内部再次判断是不是第一次访问
        if(dataSource == null) { // 大致分流状态
            synchronized (DataSourceSingleton4.class) {
                if(dataSource == null) { // 精细化的分流(DCL双重效验锁)
                    dataSource = new DataSourceSingleton5();
                }
            }
        }
        return dataSource;
    }
}

以上存在线程安全问题,对象创建需要三步:

? ? ? ? 1. 给对象分配内存

? ? ? ? 2. 初始化对象

? ? ? ? 3. 设置对象到相应的内存地址上

假如因为指令重排导致执?的顺序变为了132,那么假如a线程中执?完1、3之后,b线程到达代码2处.执?判断语句,发现instance指向的是?段地址,因此直接不进?判断语句?是直接返回了?个没有初始化的空的对象。

⑤ 线程安全改进最终版

单例模式--懒汉模式5 线程安全改进最终版
public class DataSourceSingleton6 {
    // 1. 私有的构造方法
    private DataSourceSingleton6() {

    }
    // 2. 私有的属性
    private static volatile DataSourceSingleton6 dataSource = null;

    // 3. 公共的访问方法,得到单例对象
    public static DataSourceSingleton6 getInstance() {
        //在返回dataSourse的之前,要先判断,是不是第一次访问,如果是第一次访问,需要new一个对象,此时,存在线程安全问题
        // 加上synchronized (),问题仍没有解决
        //在synchronized ()内部再次判断是不是第一次访问
        if(dataSource == null) { // 大致分流状态
            synchronized (DataSourceSingleton4.class) {
                if(dataSource == null) { // 精细化的分流(DCL双重效验锁)
                    dataSource = new DataSourceSingleton6();
                }
            }
        }
        return dataSource;
    }
}

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加:2022-04-18 17:27:33  更:2022-04-18 17:27:36 
 
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