java多線程 —— 單例模式

目錄

1、什麼是單例？

2、爲什麼使用單例？

3、單例模式怎麼創建

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1、什麼是單例？

    單例模式實際上是一種設計模式。它達到的效果是，在程序的運行過程中，一個類最多隻會被實例化（初始化）一次。

2、爲什麼使用單例？

    上面我們已經知道單例模式，其實就是一個類的變量和方法最多隻會被初始化一次，即全局唯一。全局唯一可以節省內存開銷，提供全局唯一的變量和方法等等優點，但是其實靜態變量和靜態方法也是能達到全局唯一的效果，那麼爲什麼一定要用單例呢？

    其實，在我看來，單例可以達到的效果也可以用靜態變量和靜態方法的方式而實現。單例模式的存在意義，有兩點：

1. 面向對象的編程方式。何爲面向對象：https://blog.csdn.net/jjs15259655776/article/details/77507529
2. 可以控制實例的數量，進行有意義的派生。
3. 多線程的情況下，如果靜態方法使用了一個靜態字段，這個靜態字段可以會被多個線程修改，因此說如果在靜態方法裏使用了靜態變量，這就會有線程安全問題

    可以這麼說，靜態變量和靜態方法的方式是基於對象，單例模式是面向對象的。

例如

1. 數據庫連接池。數據庫連接池不僅有連接池的配置、屬性，還有獲取連接的各種方法。顯然，這是一種面向對象的編程方式。又因爲數據庫連接池在大多數設計上面都是全局唯一的，所以數據庫連接池經常被設計爲單例。
2. 系統運行時的配置、屬性、方式。這種場景也經常設置爲單例。
3. 一些工具類，提供公共的方法實現一些特定的功能，這時候就可以用靜態方法。

3、單例模式怎麼創建

    由於大部分（有價值的）程序都是多線程的。我這邊只提供線程安全的單例模式，當然線程不安全的單例模式其實是錯誤的單例模式。

1. 餓漢模式：

• 即利用靜態變量的特點，在類加載的時候就初始化SingleTon1，以達到線程安全的單例模型。
• 但是，沒有懶加載的效果，如果你的單例是比較大的，不建議使用餓漢模式。

/**
 * 這種叫餓漢模式。
 * 即利用靜態變量的特點，在類加載的時候就初始化SingleTon1，已達到線程安全的單例模型。
 */
public class SingleTon1 {

    private static SingleTon1 instance = new SingleTon1();//利用靜態變量的特點，在類加載的時候就初始化SingleTon1

    private SingleTon1() {//私有化構造函數，這樣在其他類就不能夠初始化類
    }

    public static SingleTon1 getInstance() {//獲取的是同一個instance
        return instance;
    }

}

public class Singleton {  
    private Singleton instance = null;  
    static {  
    instance = new Singleton();  //利用靜態代碼塊，在類加載的時候初始化，其實跟上面是一樣的，算是一種餓漢模式的變種
    }  
    private Singleton (){}  
    public static Singleton getInstance() {  
    return this.instance;  
    }  
}  

2、雙重檢驗鎖

• 達到懶加載的效果，而不是類加載過程中就初始化，達到節省內存的效果
• volatile。用volatile修飾instance是必要的，不修飾的話，有可能因爲延遲初始化的問題，導致系統崩潰。具體的，是因爲java的初始化是無序的，如果不用volatile修飾instance，保證instance的可見性，有可能一個線程得到的instance是沒有初始化完成的。即一個線程拿到的是還會初始化的對象，這時候會造成系統崩潰。
• 雙重檢驗null的原因。一個原因是提升效率，一個是達到線程安全的目的。具體的需要結合代碼一步一步看，這裏就不展開了。

public class SingleTon2 {
    private static volatile SingleTon2 instance;
    private SingleTon2(){}
    public static SingleTon2 getInstance(){
        if (instance == null){
            synchronized (SingleTon2.class){
                instance = new SingleTon2();
            }
        }
        return instance;
    }
}

這裏值得一提的是枚舉的方式實現單例。

• 枚舉的方式除了能保證線程安全以外，還有一個其他實現方式無法比擬的有點，就是枚舉的實現方式支持序列化和反序列化

package singleTon;


public enum SingleTon3 {
    INSTANCE;
    public void test(){
        System.out.println("枚舉型單例");
    }
}

class Test{
    public static void main(String[] args) {
        SingleTon3.INSTANCE.test();
    }
}