單例模式的四種執行緒安全的實現
1.描述:
2.主要特點:
3.單例模式的應用:
4.實現方法:
如果應用程式總是建立並使用單例例項或在建立和執行時開銷不大。
1).Eager initialization
- publicclass EagerSingleton {
- // jvm保證在任何執行緒訪問uniqueInstance靜態變數之前一定先建立了此例項
- privatestatic EagerSingleton uniqueInstance = new EagerSingleton();
- // 私有的預設構造子,保證外界無法直接例項化
- private EagerSingleton() {
- }
- // 提供全域性訪問點獲取唯一的例項
- publicstatic EagerSingleton getInstance() {
- return uniqueInstance;
- }
- }
如果開銷比較大,希望用到時才建立就要考慮延遲例項化,或者Singleton的初始化需要某些外部資源(比如網路或儲存裝置),就要用後面的方法了.public class EagerSingleton { // jvm保證在任何執行緒訪問uniqueInstance靜態變數之前一定先建立了此例項 private static EagerSingleton uniqueInstance = new EagerSingleton(); // 私有的預設構造子,保證外界無法直接例項化 private EagerSingleton() { } // 提供全域性訪問點獲取唯一的例項 public static EagerSingleton getInstance() { return uniqueInstance; } }
2)Lazy initialization 懶漢式單例類
- publicclass LazySingleton {
- privatestatic LazySingleton uniqueInstance;
- private LazySingleton() {
- }
- publicstaticsynchronized LazySingleton getInstance() {
- if (uniqueInstance == null)
- uniqueInstance = new LazySingleton();
- return uniqueInstance;
- }
- }
public class LazySingleton {
private static LazySingleton uniqueInstance;
private LazySingleton() {
}
public static synchronized LazySingleton getInstance() {
if (uniqueInstance == null)
uniqueInstance = new LazySingleton();
return uniqueInstance;
}
}
同步一個方法可能造成程式執行效率下降100倍,完全沒有必要每次呼叫getInstance都加鎖,事實上我們只想保證一次初始化成功,其餘的快速返回而已,如果在getInstance頻繁使用的地方就要考慮重新優化了.3)”雙檢鎖”(Double-Checked Lock)儘量將”加鎖”推遲,只在需要時”加鎖”(僅適用於Java 5.0 以上版本,volatile保證原子操作)
happens-before:”什麼什麼一定在什麼什麼之前執行”,也就是保證順序性.
現在的CPU有亂序執行的能力(也就是指令會亂序或並行執行,可以不按我們寫程式碼的順序執行記憶體的存取過程),並且多個CPU之間的快取也不保證實時同步,只有上面的happens-before所規定的情況下才保證順序性.
JVM能夠根據CPU的特性(CPU的多級快取系統、多核處理器等)適當的重新排序機器指令,使機器指令更符合CPU的執行特點,最大限度的發揮機器的效能.
如果沒有volatile修飾符則可能出現一個執行緒t1的B操作和另一執行緒t2的C操作之間對instance的讀寫沒有happens-before,可能會造成的現象是t1的B操作還沒有完全構造成功,但t2的C已經看到instance為非空,這樣t2就直接返回了未完全構造的instance的引用,t2想對instance進行操作就會出問題.
1. 避免編譯器將變數快取在暫存器裡
2. 避免編譯器調整程式碼執行的順序
優化器在用到這個變數時必須每次都小心地重新讀取這個變數的值,而不是使用儲存在暫存器裡的備份。
[java] view plain copy print?- publicclass DoubleCheckedLockingSingleton {
- // java中使用雙重檢查鎖定機制,由於Java編譯器和JIT的優化的原因系統無法保證我們期望的執行次序。
- // 在java5.0修改了記憶體模型,使用volatile宣告的變數可以強制遮蔽編譯器和JIT的優化工作
- privatevolatilestatic DoubleCheckedLockingSingleton uniqueInstance;
- private DoubleCheckedLockingSingleton() {
- }
- publicstatic DoubleCheckedLockingSingleton getInstance() {
- if (uniqueInstance == null) {
- synchronized (DoubleCheckedLockingSingleton.class) {
- if (uniqueInstance == null) {
- uniqueInstance = new DoubleCheckedLockingSingleton();
- }
- }
- }
- return uniqueInstance;
- }
- }
public class DoubleCheckedLockingSingleton {
// java中使用雙重檢查鎖定機制,由於Java編譯器和JIT的優化的原因系統無法保證我們期望的執行次序。
// 在java5.0修改了記憶體模型,使用volatile宣告的變數可以強制遮蔽編譯器和JIT的優化工作
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 滿足所有 Double-Checked Locking 滿足的條件,並且沒有顯示的同步操作[java] view plain copy print?
- publicclass LazyInitHolderSingleton {
- private LazyInitHolderSingleton() {
- }
- privatestaticclass SingletonHolder {
- privatestaticfinal LazyInitHolderSingleton INSTANCE = new LazyInitHolderSingleton();
- }
- publicstatic LazyInitHolderSingleton getInstance() {
- return SingletonHolder.INSTANCE;
- }
- }
public class LazyInitHolderSingleton {
private LazyInitHolderSingleton() {
}
private static class SingletonHolder {
private static final LazyInitHolderSingleton INSTANCE = new LazyInitHolderSingleton();
}
public static LazyInitHolderSingleton getInstance() {
return SingletonHolder.INSTANCE;
}
}
根據jvm規範,當某物件第一次呼叫LazyInitHolderSingleton.getInstance()時,LazyInitHolderSingleton類被首次主動使用,jvm對其進行初始化(此時並不會呼叫LazyInitHolderSingleton()構造方法),然後LazyInitHolderSingleton呼叫getInstance()方法,該方法中,又首次主動使用了SingletonHolder類,所以要對SingletonHolder類進行初始化,初始化中,INSTANCE常量被賦值時才呼叫了 相關推薦
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