Java多线程编程核心技术---单例模式与多线程
来源:互联网 发布:2017网络综艺发展趋势 编辑:程序博客网 时间:2024/05/18 02:51
立即加载/饿汉模式
立即加载就是使用类的时候已经将对象创建完毕。
public class MyObject { //立即加载方式==饿汉模式 private static MyObject myObject = new MyObject(); private MyObject(){ } public static MyObject getInstance(){ //立即加载 //缺点是不能有其他实例变量 //getInstance()方法没有同步,有可能出现非线程安全问题 return myObject; }}public class MyThread extends Thread { @Override public void run() { System.out.println(MyObject.getInstance().hashCode()); }}public class Main { public static void main(String[] args) { MyThread t1 = new MyThread(); MyThread t2 = new MyThread(); MyThread t3 = new MyThread(); t1.start(); t2.start(); t3.start(); }}
运行程序,控制台打印结果如下:
179547847217954784721795478472
控制台打印的hashCode是同一个值,说明对象是同一个,也就实现了立即加载型单例模式。
延迟加载/懒汉模式
延迟加载就是在调用get()方法时实例才被创建
public class MyObject { private static MyObject myObject; private MyObject(){ } public static MyObject getInstance() { //延迟加载 if (myObject != null) { return myObject; } myObject = new MyObject(); return myObject; }}public class MyThread extends Thread { @Override public void run() { System.out.println(MyObject.getInstance().hashCode()); }}public class Main { public static void main(String[] args) { MyThread t1 = new MyThread(); t1.start(); }}
程序运行结果如下:
1396452035
此实验虽然取得一个对象的实例,但是如果是在多线程环境中,就会出现取出多个实例的情况。对以上代码中的main函数做如下修改:
public class Main { public static void main(String[] args) { MyThread t1 = new MyThread(); MyThread t2 = new MyThread(); MyThread t3 = new MyThread(); t1.start(); t2.start(); t3.start(); }}
重新运行程序,控制台打印结果如下:
16647126017954784721858758426
控制台打印了三个不同的hashCode,说明并没有实现单例模式。
延迟加载/懒汉模式 解决方案
public class MyObject { private static MyObject myObject; private MyObject(){ } //整个方法上锁,效率较低 synchronized public static MyObject getInstance() { //延迟加载 if (myObject != null) { return myObject; } try { //模拟一些耗时操作 Thread.sleep(1000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } myObject = new MyObject(); return myObject; }}
重新运行程序,控制台将打印出三个一样的hashCode。
以上方法对整个方法加锁,效率比较低。对以上代码做如下修改:
public class MyObject { private static MyObject myObject; private MyObject(){ } public static MyObject getInstance() { //延迟加载 if (myObject != null) { return myObject; } try { //模拟一个耗时操作 Thread.sleep(1000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } synchronized (MyObject.class) { myObject = new MyObject(); } return myObject; }}
重新运行程序,控制台打印结果如下:
7740880256415026491367113803
以上代码虽然解决的效率问题,但是仍然没有保证只创建一个实例。继续对以上代码做如下修改:
public class MyObject { private static MyObject myObject; private MyObject(){ } public static MyObject getInstance() { //延迟加载 if (myObject != null) { return myObject; } try { //模拟一个耗时操作 Thread.sleep(1000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } synchronized (MyObject.class) { if (myObject == null) { myObject = new MyObject(); } } return myObject; }}
重新运行程序,控制台输入结果如下:
641502649641502649641502649
使用双重检查锁(DCL)功能,成功解决了懒汉模式遇到的多线程问题。DCL也是大多数多线程结合单例模式使用的解决方案。
使用静态内置类实现单例模式
public class MyObject { private static class MyObjectHandler{ private static MyObject myObject = new MyObject(); } private MyObject(){ } public static MyObject getInstance () { return MyObjectHandler.myObject; }}
运行程序,控制台输出结果如下:
774088025774088025774088025
序列化与反序列化的单例模式实现
public class MyObject implements Serializable { private static final long serialVersionUID = 1L; private static class MyObjectHandler{ private static MyObject myObject = new MyObject(); } private MyObject(){ } public static MyObject getInstance () { return MyObjectHandler.myObject; }}public class SaveAndRead { public static void main(String[] args) { try {//序列化对象到磁盘 MyObject myObject = MyObject.getInstance(); FileOutputStream fileOutputStream = new FileOutputStream(new File("/Users/shangyidong/Downloads/myObjectFile.txt")); ObjectOutputStream objectOutput = new ObjectOutputStream(fileOutputStream); objectOutput.writeObject(myObject); objectOutput.close(); fileOutputStream.close(); System.out.println(myObject.hashCode()); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } /****************/ try {//从磁盘反序列化到对象 FileInputStream fileInputStream = new FileInputStream(new File("/Users/shangyidong/Downloads/myObjectFile.txt")); ObjectInputStream objectInputStream = new ObjectInputStream(fileInputStream); MyObject myObject = (MyObject) objectInputStream.readObject(); objectInputStream.close(); fileInputStream.close(); System.out.println(myObject.hashCode()); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } }}
运行程序,控制台打印结果如下:
9884877391878277481
控制台打印出的hashCode不同,存储到磁盘上的对象和从磁盘读取出来的对象并不是同一个对象。对以上代码做如下修改:
public class MyObject implements Serializable { private static final long serialVersionUID = 1L; private static class MyObjectHandler{ private static MyObject myObject = new MyObject(); } private MyObject(){ } public static MyObject getInstance () { return MyObjectHandler.myObject; } protected Object readResolve(){ System.out.println("readResolve invoked"); return MyObjectHandler.myObject; }}
重新运行程序,控制台打印结果如下:
1066557918readResolve invoked1066557918
反序列化时使用了ReadResolve()方法,存储到磁盘上的对象和从磁盘上取出来的对象是同一个对象。
使用static代码块实现单例模式
静态代码块中的代码在使用类的时候就已经执行了,所以可以应用静态代码块的这个特性来实现单例模式。
public class MyObject { private static MyObject myObject = null; private MyObject(){ } static{ myObject = new MyObject(); } public static MyObject getInstance() { return myObject; }}public class MyThread extends Thread { @Override public void run() { for (int i = 0; i < 3; i++) { System.out.println(MyObject.getInstance().hashCode()); } }}public class Main { public static void main(String[] args) { MyThread t1 = new MyThread(); MyThread t2 = new MyThread(); MyThread t3 = new MyThread(); t1.start(); t2.start(); t3.start(); }}
运行程序,控制台输出结果如下:
708252873708252873708252873708252873708252873708252873708252873708252873708252873
使用enum枚举数据类型实现单例模式
枚举enum和静态代码块的特性相似,在使用枚举类时,构造方法会被自动调用,也可以实现单例设计模式。
public enum MyObject { connectionFactory; private Connection connection; private MyObject(){ try { System.out.println("创建MyObject对象"); String url = "jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/test"; String user = "root"; String password = ""; String driver = "com.mysql.jdbc.Driver"; Class.forName(driver); connection = DriverManager.getConnection(url, user, password); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } public Connection getConnection() { return connection; }}public class MyThread extends Thread { @Override public void run() { for (int i = 0; i < 3; i++) { System.out.println(MyObject.connectionFactory.getConnection().hashCode()); } }}public class Main { public static void main(String[] args) { MyThread t1 = new MyThread(); MyThread t2 = new MyThread(); MyThread t3 = new MyThread(); t1.start(); t2.start(); t3.start(); }}
运行程序,控制台打印结果如下:
创建MyObject对象125319592812531959281253195928125319592812531959281253195928125319592812531959281253195928
完善使用enum枚举实现单例模式
上面的代码中将枚举类进行了暴露,违反了“职责单一原则”。下面进行改善:
public class MyObject { public enum MyEnumSingleton{ connectionFactory; private Connection connection; private MyEnumSingleton(){ try { System.out.println("创建MyObject对象"); String url = "jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/test"; String user = "root"; String password = ""; String driver = "com.mysql.jdbc.Driver"; Class.forName(driver); connection = DriverManager.getConnection(url, user, password); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } public Connection getConnection() { return connection; } } public static Connection getConnection() { return MyEnumSingleton.connectionFactory.getConnection(); }}public class MyThread extends Thread { @Override public void run() { for (int i = 0; i < 3; i++) { System.out.println(MyObject.getConnection().hashCode()); } }}public class Main { public static void main(String[] args) { MyThread t1 = new MyThread(); MyThread t2 = new MyThread(); MyThread t3 = new MyThread(); t1.start(); t2.start(); t3.start(); }}
程序运行结果如下:
创建MyObject对象203998848020399884802039988480203998848020399884802039988480203998848020399884802039988480
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