java 设计模式
来源:互联网 发布:软件卸载 编辑:程序博客网 时间:2024/06/14 05:38
1,单例模式
package test;/** * 单例模式测试 * *2016-5-18 diaowj * */public class Singleton {/* 持有私有静态实例,防止被引用 */private static Singleton instance = null;/* 构造方法私有化 目的是为了防止被实例化 */private Singleton() {}public static Singleton getInstance() {if (instance == null) {instance = new Singleton();}return instance;}}
像这样毫无线程安全保护的类,如果我们把它放入多线程的环境下,肯定就会出现问题了
package test;/** * TODO * *2016-5-18 diaowj * */public class TestThreadOfRunnable implements Runnable {public static void main(String[] args) {new Thread(new TestThreadOfRunnable(), "线程1").start();new Thread(new TestThreadOfRunnable(), "线程2").start();}@Overridepublic void run() {for (int i = 0; i < 100; i++) {System.out.println(Thread.currentThread().getName()+ " 在执行 创造单例对象=" + Singleton.getInstance());}}}
<pre name="code" class="html">线程2 在执行 创造单例对象=test.Singleton@1888759线程2 在执行 创造单例对象=test.Singleton@1888759线程2 在执行 创造单例对象=test.Singleton@1888759线程2 在执行 创造单例对象=test.Singleton@1888759线程2 在执行 创造单例对象=test.Singleton@1888759线程2 在执行 创造单例对象=test.Singleton@1888759线程2 在执行 创造单例对象=test.Singleton@1888759线程2 在执行 创造单例对象=test.Singleton@1888759线程2 在执行 创造单例对象=test.Singleton@1888759线程2 在执行 创造单例对象=test.Singleton@1888759线程2 在执行 创造单例对象=test.Singleton@1888759<span style="color:#ff0000;"><strong>线程1 在执行 创造单例对象=test.Singleton@4a5ab2</strong></span>线程1 在执行 创造单例对象=test.Singleton@1888759线程1 在执行 创造单例对象=test.Singleton@1888759线程1 在执行 创造单例对象=test.Singleton@1888759
但是,synchronized关键字锁住的是这个对象,这样的用法,在性能上会有所下降,因为每次调用getInstance(),都要对对象上锁,事实上,只有在第一次创建对象的时候需要加锁,之后就不需要了,所以,这个地方需要改进。我们改成下面这个:
- public static Singleton getInstance() {
- if (instance == null) {
- synchronized (instance) {
- if (instance == null) {
- instance = new Singleton();
- }
- }
- }
- return instance;
- }
似乎解决了之前提到的问题,将synchronized关键字加在了内部,也就是说当调用的时候是不需要加锁的,只有在instance为null,并创建对象的时候才需要加锁,性能有一定的提升。但是,这样的情况,还是有可能有问题的,看下面的情况:在Java指令中创建对象和赋值操作是分开进行的,也就是说instance = new Singleton();语句是分两步执行的。但是JVM并不保证这两个操作的先后顺序,也就是说有可能JVM会为新的Singleton实例分配空间,然后直接赋值给instance成员,然后再去初始化这个Singleton实例。这样就可能出错了,我们以A、B两个线程为例:
a>A、B线程同时进入了第一个if判断
b>A首先进入synchronized块,由于instance为null,所以它执行instance = new Singleton();
c>由于JVM内部的优化机制,JVM先画出了一些分配给Singleton实例的空白内存,并赋值给instance成员(注意此时JVM没有开始初始化这个实例),然后A离开了synchronized块。
d>B进入synchronized块,由于instance此时不是null,因此它马上离开了synchronized块并将结果返回给调用该方法的程序。
e>此时B线程打算使用Singleton实例,却发现它没有被初始化,于是错误发生了。
所以程序还是有可能发生错误,其实程序在运行过程是很复杂的,从这点我们就可以看出,尤其是在写多线程环境下的程序更有难度,有挑战性。我们对该程序做进一步优化:
- private static class SingletonFactory{
- private static Singleton instance = new Singleton();
- }
- public static Singleton getInstance(){
- return SingletonFactory.instance;
- }
实际情况是,单例模式使用内部类来维护单例的实现,JVM内部的机制能够保证当一个类被加载的时候,这个类的加载过程是线程互斥的。这样当我们第一次调用getInstance的时候,JVM能够帮我们保证instance只被创建一次,并且会保证把赋值给instance的内存初始化完毕,这样我们就不用担心上面的问题。同时该方法也只会在第一次调用的时候使用互斥机制,这样就解决了低性能问题。这样我们暂时总结一个完美的单例模式:
- public class Singleton {
- /* 私有构造方法,防止被实例化 */
- private Singleton() {
- }
- /* 此处使用一个内部类来维护单例 */
- private static class SingletonFactory {
- private static Singleton instance = new Singleton();
- }
- /* 获取实例 */
- public static Singleton getInstance() {
- return SingletonFactory.instance;
- }
- /* 如果该对象被用于序列化,可以保证对象在序列化前后保持一致 */
- public Object readResolve() {
- return getInstance();
- }
- }
其实说它完美,也不一定,如果在构造函数中抛出异常,实例将永远得不到创建,也会出错。所以说,十分完美的东西是没有的,我们只能根据实际情况,选择最适合自己应用场景的实现方法。也有人这样实现:因为我们只需要在创建类的时候进行同步,所以只要将创建和getInstance()分开,单独为创建加synchronized关键字,也是可以的:
- public class SingletonTest {
- private static SingletonTest instance = null;
- private SingletonTest() {
- }
- private static synchronized void syncInit() {
- if (instance == null) {
- instance = new SingletonTest();
- }
- }
- public static SingletonTest getInstance() {
- if (instance == null) {
- syncInit();
- }
- return instance;
- }
- }
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