谈到单例模式,我们立马会想到饿汉式和懒汉式加载,所谓饿汉式就是在创建类时就创建好了实例,懒汉式在获取实例时才去创建实例,即延迟加载。
饿汉式:
Java代码
- package com.bijian.study;
- public class Singleton {
-
- private Singleton() {
- }
-
- // 注意这是private 只供内部调用
- private static Singleton instance = new Singleton();
-
- // 这里提供了一个供外部访问本class的静态方法,可以直接访问
- public static Singleton getInstance() {
- return instance;
- }
- }
懒汉式:
Java代码
- package com.bijian.study;
- public class Singleton {
-
- private static Singleton instance = null;
-
- public static synchronized Singleton getInstance() {
-
- // 这个方法比上面有所改进,不用每次都进行生成对象,只是第一次
- // 使用时生成实例,提高了效率!
- if (instance == null)
- instance = new Singleton();
- return instance;
- }
- }
上面第二中形式的lazy initialization,也就是说第一次调用时初始Singleton,以后就不用再生成了。
注意到lazy initialization形式中的synchronized,这个synchronized很重要,如果没有synchronized,那么使用getInstance()是有可能得到多个Singleton实例。一般认为第一种形式要更加安全些。
对于上面的懒汉式方式,从多线程角度来看,Synchronized放到方法上会影响性能。于是我们不难想到将其放到方法里。
Java代码
- package com.bijian.study;
- public class Singleton {
-
- private static Singleton instance = null;
- private static String lock = new String();
-
- public static Singleton getInstance() {
-
- // 这个方法比上面有所改进,不用每次都进行生成对象,只是第一次
- // 使用时生成实例,提高了效率!
- if (instance == null)
- synchronized(lock) {
- instance = new Singleton();
- }
- return instance;
- }
- }
我们稍加分析,不难发现,这样会存在线程安全问题,假如线程一刚好执行完if (instance == null)的判断语句(还未加锁),调度至线程二也执行这条判断语句,也是true,也进入了if的语句块中,这样就会产生两个实例,而非单实例了。
此时,我们稍加分析,那还不容易,在锁里面再加一个是否为空的判断,即所谓的double-checked locking (DCL),如下所示:
Java代码
- package com.bijian.study;
- public class Singleton {
-
- private static Singleton instance = null;
- private static String lock = new String();
-
- public static Singleton getInstance() {
-
- // 这个方法比上面有所改进,不用每次都进行生成对象,只是第一次
- // 使用时生成实例,提高了效率!
- if (instance == null)
- synchronized(lock) {
- if (instance == null) {
- instance = new Singleton();
- }
- }
- return instance;
- }
- }
此时,很多人都会觉得无懈可击了。从多线程角度来看,这样写的单例确实没有问题了,但从Java的类创建原理来看,可能还有问题。从浅显简单的理解来看,就是对象还未完全创建出来,但instance变量已被赋值,此时另一个线程获取实例时,会得到instance,但它的堆空间及相关的方法还未完成时,调用实例方法就会出错。
啊?还存在这样的问题呀?这可以虚拟机的实现问题,难道还要我考虑?是的,其实稍加改动,就可以避免这样的问题。
解决办法,加一个局部变量,如下所示:
Java代码
- package com.bijian.study;
- public class Singleton {
-
- private static Singleton instance = null;
- private static String lock = new String();
-
- public static Singleton getInstance() {
-
- // 这个方法比上面有所改进,不用每次都进行生成对象,只是第一次
- // 使用时生成实例,提高了效率!
- if (instance == null)
- synchronized(lock) {
- if (instance == null) {
- Singleton temp = new Singleton();
- instance = temp;
- }
- }
- return instance;
- }
- }