singleton模式四种线程安全的实现
来源:互联网 发布:阿里软件有哪些 编辑:程序博客网 时间:2024/04/25 19:29
1.描述:
2.主要特点:
3.单例模式的应用:
4.实现方法:
如果应用程序总是创建并使用单例实例或在创建和运行时开销不大。
1).Eager initialization
public class EagerSingleton { // jvm保证在任何线程访问uniqueInstance静态变量之前一定先创建了此实例 private static EagerSingleton uniqueInstance = new EagerSingleton(); // 私有的默认构造子,保证外界无法直接实例化 private EagerSingleton() { } // 提供全局访问点获取唯一的实例 public static EagerSingleton getInstance() { return uniqueInstance; } }如果开销比较大,希望用到时才创建就要考虑延迟实例化,或者Singleton的初始化需要某些外部资源(比如网络或存储设备),就要用后面的方法了.
2)Lazy initialization
public class LazySingleton { private static LazySingleton uniqueInstance; private LazySingleton() { } public static synchronized LazySingleton getInstance() { if (uniqueInstance == null) uniqueInstance = new LazySingleton(); return uniqueInstance; } }同步一个方法可能造成程序执行效率下降100倍,完全没有必要每次调用getInstance都加锁,事实上我们只想保证一次初始化成功,其余的快速返回而已,如果在getInstance频繁使用的地方就要考虑重新优化了.
3)"双检锁"(Double-Checked Lock)尽量将"加锁"推迟,只在需要时"加锁"(仅适用于java 5.0 以上版本,volatile保证原子操作)
happens-before:"什么什么一定在什么什么之前运行",也就是保证顺序性.
现在的CPU有乱序执行的能力(也就是指令会乱序或并行运行,可以不按我们写代码的顺序执行内存的存取过程),并且多个CPU之间的缓存也不保证实时同步,只有上面的happens-before所规定的情况下才保证顺序性.
JVM能够根据CPU的特性(CPU的多级缓存系统、多核处理器等)适当的重新排序机器指令,使机器指令更符合CPU的执行特点,最大限度的发挥机器的性能.
如果没有volatile修饰符则可能出现一个线程t1的B操作和另一线程t2的C操作之间对instance的读写没有happens-before,可能会造成的现象是t1的B操作还没有完全构造成功,但t2的C已经看到instance为非空,这样t2就直接返回了未完全构造的instance的引用,t2想对instance进行操作就会出问题.
1. 避免编译器将变量缓存在寄存器里
2. 避免编译器调整代码执行的顺序
优化器在用到这个变量时必须每次都小心地重新读取这个变量的值,而不是使用保存在寄存器里的备份。
public class DoubleCheckedLockingSingleton { // java中使用双重检查锁定机制,由于Java编译器和JIT的优化的原因系统无法保证我们期望的执行次序。 // 在java5.0修改了内存模型,使用volatile声明的变量可以强制屏蔽编译器和JIT的优化工作 private volatile static DoubleCheckedLockingSingleton uniqueInstance; private DoubleCheckedLockingSingleton() { } public static DoubleCheckedLockingSingleton getInstance() { if (uniqueInstance == null) { synchronized (DoubleCheckedLockingSingleton.class) { if (uniqueInstance == null) { uniqueInstance = new DoubleCheckedLockingSingleton(); } } } return uniqueInstance; } }4)Lazy initialization holder class 满足所有 Double-Checked Locking 满足的条件,并且没有显示的同步操作
public class LazyInitHolderSingleton { private LazyInitHolderSingleton() { } private static class SingletonHolder { private static final LazyInitHolderSingleton INSTANCE = new LazyInitHolderSingleton(); } public static LazyInitHolderSingleton getInstance() { return SingletonHolder.INSTANCE; } }
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