java中單例和多例
你用杯子喝可樂,喝完了不刷,繼續去倒果汁喝,就是單例。
你用杯子喝可樂,直接扔了杯子,換個杯子去倒果汁喝,就是多例。
資料庫連線池就是單例模式,有且僅有一個連線池管理者,管理多個連線池物件。
1. 什麼是單例多例:
所謂單例就是所有的請求都用一個物件來處理,比如我們常用的service和dao層的物件通常都是單例的,而多例則指每個請求用一個新的物件來處理,比如action;
2. 如何產生單例多例:
在通用的SSH中,單例在spring中是預設的,如果要產生多例,則在配置檔案的bean中新增scope="prototype";
3. 為什麼用單例多例:
之所以用單例,是因為沒必要每個請求都新建一個物件,這樣子既浪費CPU又浪費記憶體
之所以用多例,是為了防止併發問題;即一個請求改變了物件的狀態,此時物件又處理另一個請求,而之前請求對物件狀態的改變導致了物件對另一個請求做了錯誤的處理;
用單例和多例的標準只有一個:
當物件含有可改變的狀態時(更精確的說就是在實際應用中該狀態會改變),則多例,否則單例;
單例其實就在記憶體中該物件只有一個記憶體對應地址。無論你多少個執行緒訪問那個物件,都是同一個地址。這樣節省記憶體
4. 何時用單例?何時用多例?
對於struts2來說,action必須用多例,因為action本身含有請求引數的值,即可改變的狀態;
而對於struts1來說,action則可用單例
另外要說一下,並不是說service或dao一定是單例,標準同第3點所講的,就曾見過有的service中也包含了可改變的狀態,同時執行方法也依賴該狀態,但一樣用的單例,這樣就會出現隱藏的BUG,而併發的BUG通常很難重現和查詢;
單例模式
懶漢單例
餓漢式
登記式單例
java中單例模式是一種常見的設計模式,單例模式的寫法有好幾種,這裡主要介紹三種:懶漢式單例、餓漢式單例、登記式單例。
單例模式有以下特點:
1、單例類只能有一個例項。
2、單例類必須自己建立自己的唯一例項。
3、單例類必須給所有其他物件提供這一例項。
單例模式確保某個類只有一個例項,而且自行例項化並向整個系統提供這個例項。在計算機系統中,執行緒池、快取、日誌物件、對話方塊、印表機、顯示卡的驅動程式物件常被設計成單例。這些應用都或多或少具有資源管理器的功能。每臺計算機可以有若干個印表機,但只能有一個Printer Spooler,以避免兩個列印作業同時輸出到印表機中。每臺計算機可以有若干通訊埠,系統應當集中管理這些通訊埠,以避免一個通訊埠同時被兩個請求同時呼叫。總之,選擇單例模式就是為了避免不一致狀態,避免政出多頭。
餓漢式和懶漢式區別
從名字上來說,餓漢和懶漢,
餓漢就是類一旦載入,就把單例初始化完成,保證getInstance的時候,單例是已經存在的了,
而懶漢比較懶,只有當呼叫getInstance的時候,才回去初始化這個單例。
另外從以下兩點再區分以下這兩種方式:
1、執行緒安全:
餓漢式天生就是執行緒安全的,可以直接用於多執行緒而不會出現問題,
懶漢式本身是非執行緒安全的,為了實現執行緒安全有幾種寫法,分別是上面的1、2、3,這三種實現在資源載入和效能方面有些區別。
2、資源載入和效能:
餓漢式在類建立的同時就例項化一個靜態物件出來,不管之後會不會使用這個單例,都會佔據一定的記憶體,但是相應的,在第一次呼叫時速度也會更快,因為其資源已經初始化完成,
而懶漢式顧名思義,會延遲載入,在第一次使用該單例的時候才會例項化物件出來,第一次呼叫時要做初始化,如果要做的工作比較多,效能上會有些延遲,之後就和餓漢式一樣了。
至於1、2、3這三種實現又有些區別,
第1種,在方法呼叫上加了同步,雖然執行緒安全了,但是每次都要同步,會影響效能,畢竟99%的情況下是不需要同步的,
第2種,在getInstance中做了兩次null檢查,確保了只有第一次呼叫單例的時候才會做同步,這樣也是執行緒安全的,同時避免了每次都同步的效能損耗
第3種,利用了classloader的機制來保證初始化instance時只有一個執行緒,所以也是執行緒安全的,同時沒有效能損耗,所以一般我傾向於使用這一種。
什麼是執行緒安全?
如果你的程式碼所在的程序中有多個執行緒在同時執行,而這些執行緒可能會同時執行這段程式碼。如果每次執行結果和單執行緒執行的結果是一樣的,而且其他的變數的值也和預期的是一樣的,就是執行緒安全的。
或者說:一個類或者程式所提供的介面對於執行緒來說是原子操作,或者多個執行緒之間的切換不會導致該介面的執行結果存在二義性,也就是說我們不用考慮同步的問題,那就是執行緒安全的。
應用
以下是一個單例類使用的例子,以懶漢式為例,這裡為了保證執行緒安全,使用了雙重檢查鎖定的方式:
public class TestSingleton {
String name = null;
private TestSingleton() {
}
private static volatile TestSingleton instance = null;
public static TestSingleton getInstance() {
if (instance == null) {
synchronized (TestSingleton.class) {
if (singleton == null) {
singleton = new TestSingleton();
}
}
}
return instance;
}
public String getName() {
return name;
}
public void setName(String name) {
this.name = name;
}
public void printInfo() {
System.out.println("the name is " + name);
}
}
可以看到裡面加了volatile關鍵字來宣告單例物件,既然synchronized已經起到了多執行緒下原子性、有序性、可見性的作用,為什麼還要加volatile呢,原因已經在下面評論中提到,
還有疑問可參考http://www.iteye.com/topic/652440
和http://www.cs.umd.edu/~pugh/java/memoryModel/DoubleCheckedLocking.html
public class TMain {
public static void main(String[] args){
TestStream ts1 = TestSingleton.getInstance();
ts1.setName("jason");
TestStream ts2 = TestSingleton.getInstance();
ts2.setName("0539");
ts1.printInfo();
ts2.printInfo();
if(ts1 == ts2){
System.out.println("建立的是同一個例項");
}else{
System.out.println("建立的不是同一個例項");
}
}
}
執行結果:
結論:由結果可以得知單例模式為一個面向物件的應用程式提供了物件惟一的訪問點,不管它實現何種功能,整個應用程式都會同享一個例項物件。
對於單例模式的幾種實現方式,知道餓漢式和懶漢式的區別,執行緒安全,資源載入的時機,還有懶漢式為了實現執行緒安全的3種方式的細微差別。