java线程安全的单例模式(转载)

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小傅哥 发表于 2021/04/21 23:57:33 2021/04/21
【摘要】 面试的时候,常常会被问到这样一个问题:请您写出一个单例模式(Singleton Pattern)吧。好吧,写就写,这还不容易。顺手写一个: public final class EagerSingleton { private static EagerSingleton singObj = new EagerSingleton(); private E...

面试的时候,常常会被问到这样一个问题:请您写出一个单例模式(Singleton Pattern)吧。好吧,写就写,这还不容易。顺手写一个:


  
  1. public final class EagerSingleton
  2. {
  3. private static EagerSingleton singObj = new EagerSingleton();
  4. private EagerSingleton(){
  5. }
  6. public static EagerSingleton getSingleInstance(){
  7. return singObj;
  8. }
  9. }


这种写法就是所谓的饥饿模式,每个对象在没有使用之前就已经初始化了。这就可能带来潜在的性能问题:如果这个对象很大呢?没有使用这个对象之前,就把它加载到了内存中去是一种巨大的浪费。针对这种情况,我们可以对以上的代码进行改进,使用一种新的设计思想——延迟加载(Lazy-load Singleton


  
  1. public final class LazySingleton
  2. {
  3. private static LazySingleton singObj = null;
  4. private LazySingleton(){
  5. }
  6. public static LazySingleton getSingleInstance(){
  7. if(null == singObj ) singObj = new LazySingleton();
  8. return singObj;
  9. }
  10. }


这种写法就是所谓的懒汉模式。它使用了延迟加载来保证对象在没有使用之前,是不会进行初始化的。但是,通常这个时候面试官又会提问新的问题来刁难一下。他会问:这种写法线程安全吗?回答必然是:不安全。这是因为在多个线程可能同时运行到第九行,判断singObj为null,于是同时进行了初始化。所以,这是面临的问题是如何使得这个代码线程安全?很简单,在那个方法前面加一个Synchronized就OK了。


  
  1. public final class ThreadSafeSingleton
  2. {
  3. private static ThreadSafeSingleton singObj = null;
  4. private ThreadSafeSingleton(){
  5. }
  6. public static Synchronized ThreadSafeSingleton getSingleInstance(){
  7. if(null == singObj ) singObj = new ThreadSafeSingleton();
  8. return singObj;
  9. }
  10. }

写到这里,面试官可能仍然会狡猾的看了你一眼,继续刁难到:这个写法有没有什么性能问题呢?答案肯定是有的!同步的代价必然会一定程度的使程序的并发度降低。那么有没有什么方法,一方面是线程安全的,有可以有很高的并发度呢?我们观察到,线程不安全的原因其实是在初始化对象的时候,所以,可以想办法把同步的粒度降低,只在初始化对象的时候进行同步。这里有必要提出一种新的设计思想——双重检查锁(Double-Checked Lock)。


  
  1. public final class DoubleCheckedSingleton
  2. {
  3. private static DoubleCheckedSingletonsingObj = null;
  4. private DoubleCheckedSingleton(){
  5. }
  6. public static DoubleCheckedSingleton getSingleInstance(){
  7. if(null == singObj ) {
  8. Synchronized(DoubleCheckedSingleton.class){
  9. if(null == singObj)
  10. singObj = new DoubleCheckedSingleton();
  11. }
  12. }
  13. return singObj;
  14. }
  15. }

这种写法使得只有在加载新的对象进行同步,在加载完了之后,其他线程在第九行就可以判断跳过锁的的代价直接到第15行代码了。做到很好的并发度。

      至此,上面的写法一方面实现了Lazy-Load,另一个方面也做到了并发度很好的线程安全,一切看上很完美。这是,面试官可能会对你的回答满意的点点头。但是,你此时提出说,其实这种写法还是有问题的!!问题在哪里?假设线程A执行到了第9行,它判断对象为空,于是线程A执行到第12行去初始化这个对象,但初始化是需要耗费时间的,但是这个对象的地址其实已经存在了。此时线程B也执行到了第九行,它判断不为空,于是直接跳到15行得到了这个对象。但是,这个对象还 没有被完整的初始化!得到一个没有初始化完全的对象有什么用!!关于这个Double-Checked Lock的讨论有很多,目前公认这是一个Anti-Pattern,不推荐使用!所以当你的面试官听到你的这番答复,他会不会被Hold住呢?
      那么有没有什么更好的写法呢?有!这里又要提出一种新的模式—— Initialization on Demand Holder. 这种方法使用内部类来做到延迟加载对象,在初始化这个内部类的时候,JLS(Java Language Sepcification)会保证这个类的线程安全。这种写法最大的美在于,完全使用了Java虚拟机的机制进行同步保证,没有一个同步的关键字。

  
  1. public class Singleton
  2. {
  3. private static class SingletonHolder
  4. {
  5. public final static Singleton instance = new Singleton();
  6. }
  7. public static Singleton getInstance()
  8. {
  9. return SingletonHolder.instance;
  10. }
  11. }

 


 

文章来源: bugstack.blog.csdn.net,作者:Yao__Shun__Yu,版权归原作者所有,如需转载,请联系作者。

原文链接:bugstack.blog.csdn.net/article/details/8142463

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