Java设计模式之单例模式

设计模式 - 单例模式

             确保一个类最多有一个实例，并提供一个全局访问点             有些对象我们只需要一个：线程池、缓存、硬件设备等。             如果多个实例会有造成冲突、结果的不一致性等问题。             实现例子：静态变量 、全局变量

代码如下：

Instance.java

package com.lxf.singleton;/** * @address BeiJing * @author LiXufei *  单例  */public class Instance {    //将构造私有化 防止外部直接实例化    private Instance(){}    //准备变量    private static Instance mInstance;    //判断创建    //同步锁概念？下文会提到    public static synchronized Instance getInstance(){        if (mInstance == null) {            synchronized (Instance.class) {                if (mInstance == null) {                    mInstance = new Instance();                }            }        }        return mInstance;    }}

Test.java

package com.lxf.singleton;/** * @address BeiJing * @author LiXufei *  测试类 */public class Test {    public static void main(String[] args) {        //创建多个对象判断是否为同一个实例        Instance s1 = Instance.getInstance();        Instance s2 = Instance.getInstance();        System.out.println(s1 instanceof Instance);        System.out.println(s2 instanceof Instance);        if (s1 == s2) {            System.out.println("是同一个实例");        }    }}

运行结果:

truetrue是同一个实例

说明：双锁机制的出现是为了解决前面同步问题和性能问题，看上面的代码，简单分析下确实是解决了多线程并行进来不会出现重复new对象，而且也实现了懒加载，但是当我们静下来并结合java虚拟机的类加载过程我们就会发现问题出来了，对于JVM加载类过程不熟悉的，这里我简单介绍下，熟悉的跳过这段(当然，既然你熟悉就自然会知道双锁的弊端了)。

jvm加载一个类大体分为三个步骤：

    加载阶段：就是在硬盘上寻找java文件对应的class文件，并将class文件中的二进制数据加载到内存中，将其放在运行期数据区的方法区中去，然后在堆区创建一个java.lang.Class对象，用来封装在方法区内的数据结构；    连接阶段：这个阶段分为三个步骤，步骤一：验证，验证什么呢？当然是验证这个class文件里面的二进制数据是否符合java规范咯；步骤二：准备，为该类的静态变量分配内存空间，并将变量赋一个默认值，比如int的默认值为0；步骤三：解析，这个阶段就不好解释了，将符号引用转化为直接引用，涉及到指针，这里不做多的解释；    初始化阶段：当我们主动调用该类的时候，将该类的变量赋于正确的值(这里不要和第二阶段的准备混淆了)，举个例子说明下两个区别，比如一个类里有private static int i = 5; 这个静态变量在"准备"阶段会被分配一个内存空间并且被赋予一个默认值0，当道到初始化阶段的时候会将这个变量赋予正确的值即5，了解了吧！

好了，上面大体介绍了jvm类加载过程，回到我们的双锁机制上来分析下问题出在了哪里？假如有两个并发线程a、b，a线程主动调用了静态方法getInstance()，这时开始加载和初始化该类的静态变量，b线程调用getInstance()并等待获得同步锁，当a线程初始化对象过程中，到了第二阶段即连接阶段的准备步骤时，静态变量doubleKey 被赋予了一个默认值，但是这时还没有进行初始化，这时当a线程释放锁后，b线程判断doubleKey ！= null，则直接返回了一个没有初始化的doubleKey 对象，问题就出现在这里了，b线程拿到的是一个被赋予了默认值但是未初始化的对象，刚刚可以通过锁的检索！