设计模式：创建型->单例模式

创建型模式：对象实例化的模式，创建型模式用于解耦对象的实例化过程。

 

以下参考这篇文章：https://zhuanlan.zhihu.com/p/160842212

 

什么是单例模式

单例模式是指在内存中只会创建且仅创建一次对象的设计模式。在程序中多次使用同一个对象且作用相同时，为了防止频繁地创建对象使得内存飙升，单例模式可以让程序仅在内存中创建一个对象，让所有需要调用的地方都共享这一单例对象。

 

两种类型

• 懒汉式：在真正需要使用对象时才去创建该单例类对象
• 饿汉式：在类加载时已经创建好该单例对象，等待被程序使用

其实比较好理解的

饿汉式

饿汉式在类加载时已经创建好该对象，在程序调用时直接返回该单例对象即可。我们目前可以简单认为在程序启动时，这个单例对象就已经创建好了。

public class Singleton {
    //饿汉式
    private static Singleton singleton=new Singleton();
    private Singleton() 
    { 
        
    }
    public Singleton getInstance()
    {
        return singleton;
    }

}

构造方法私有，这样就不能在外部new出对象，只能使用getInstance获取对象。

优缺点：

懒汉式

public class Singleton {
    //懒汉式
    private static Singleton singleton;
    private Singleton()
    {}
    public Singleton getInstance()
    {
        if(singleton==null)
        {
            singleton=new Singleton();
        }
        return singleton;
    }
}

最基础的写法，类加载的时候没有实例化，使用时才new

 

但这种写法会出现并发问题

如果两个线程同时判断singleton为空，那么它们都会去实例化一个Singleton对象，这就变成双例了。所以，我们要解决的是线程安全问题。

 加上同步方法或者同步代码块

public static synchronized Singleton getInstance() {
    if (singleton == null) {
        singleton = new Singleton();
    }
    return singleton;
}
// 或者
public static Singleton getInstance() {
    synchronized(Singleton.class) {   
        if (singleton == null) {
            singleton = new Singleton();
        }
    }
    return singleton;
}

但这两种方式都不好，我们要锁住的是 创建对象这一过程

获取对象这个过程没必要加锁

public static Singleton getInstance() {
    if (singleton == null) {  // 线程A和线程B同时看到singleton = null，如果不为null，则直接返回singleton
        synchronized(Singleton.class) { // 线程A或线程B获得该锁进行初始化
            if (singleton == null) { // 其中一个线程进入该分支，另外一个线程则不会进入该分支
                singleton = new Singleton();
            }
        }
    }
    return singleton;
}

这种写法相对较好：

• 之所以进入判断后还要再判断一次，是因为可能其他线程已经把它实例化了
• 锁住的为什么是 Singleton.class 锁住一个类

 

指令重排问题

创建一个对象，在JVM中会经过三步：

（1）为singleton分配内存空间

（2）初始化singleton对象

（3）将singleton指向分配好的内存空间

指令重排序是指：JVM在保证最终结果正确的情况下，可以不按照程序编码的顺序执行语句，尽可能提高程序的性能

在这三步中，第2、3步有可能会发生指令重排现象，创建对象的顺序变为1-3-2，会导致多个线程获取对象时，有可能线程A创建对象的过程中，执行了1、3步骤，线程B判断singleton已经不为空，获取到未初始化的singleton对象，就会报NPE异常。使用volatile关键字可以防止指令重排序。

 

 

public class Singleton {
    
    private static volatile Singleton singleton;
    
    private Singleton(){}
    
    public static Singleton getInstance() {
        if (singleton == null) {  // 线程A和线程B同时看到singleton = null，如果不为null，则直接返回singleton
            synchronized(Singleton.class) { // 线程A或线程B获得该锁进行初始化
                if (singleton == null) { // 其中一个线程进入该分支，另外一个线程则不会进入该分支
                    singleton = new Singleton();
                }
            }
        }
        return singleton;
    }
    
}

最终代码，把对象用volatile修饰

 

单例模式使用场景

创建的一个对象需要消耗的资源过多，比如 I/O 与数据库的连接等。