一般情况下我们遇见单例会随手写一个:
public final class EagerSingleton
{
private static EagerSingleton singObj = new EagerSingleton();
private EagerSingleton(){
}
public static EagerSingleton getSingleInstance(){
return singObj;
}
}
这种写法就是所谓的饥饿模式,每个对象在没有使用之前就已经初始化了。这就可能带来潜在的性能问题:如果这个对象很大呢?没有使用这个对象之前,就把它加载到了内存中去是一种巨大的浪费。针对这种情况,我们可以对以上的代码进行改进,使用一种新的设计思想——延迟加载(Lazy-load
Singleton)。
public final class LazySingleton
{
private static LazySingleton singObj = null;
private LazySingleton(){
}
public static LazySingleton getSingleInstance(){
if(null == singObj ) singObj = new LazySingleton();
return singObj;
}
}
这种写法就是所谓的懒汉模式。它使用了延迟加载来保证对象在没有使用之前,是不会进行初始化的。但是,通常这个时候面试官又会提问新的问题来刁难一下。他会问:这种写法线程安全吗?回答必然是:不安全。这是因为在多个线程可能同时运行到第九行,判断singObj为null,于是同时进行了初始化。所以,这是面临的问题是如何使得这个代码线程安全?很简单,在那个方法前面加一个Synchronized就OK了。
public final class ThreadSafeSingleton
{
private static ThreadSafeSingleton singObj = null;
private ThreadSafeSingleton(){
}
public static Synchronized ThreadSafeSingleton getSingleInstance(){
if(null == singObj ) singObj = new ThreadSafeSingleton();
return singObj;
}
}
写到这里,面试官可能仍然会狡猾的看了你一眼,继续刁难到:这个写法有没有什么性能问题呢?答案肯定是有的!同步的代价必然会一定程度的使程序的并发度降低。那么有没有什么方法,一方面是线程安全的,有可以有很高的并发度呢?我们观察到,线程不安全的原因其实是在初始化对象的时候,所以,可以想办法把同步的粒度降低,只在初始化对象的时候进行同步。这里有必要提出一种新的设计思想——双重检查锁(Double-Checked
Lock)。
public final class DoubleCheckedSingleton
{
private static DoubleCheckedSingleton singObj = null;
private DoubleCheckedSingleton(){
}
public static DoubleCheckedSingleton getSingleInstance(){
if(null == singObj ) {
Synchronized(DoubleCheckedSingleton.class){
if(null == singObj)
singObj = new DoubleCheckedSingleton();
}
}
return singObj;
}
}
这种写法使得只有在加载新的对象进行同步,在加载完了之后,其他线程在第九行就可以判断跳过锁的的代价直接到第15行代码了。做到很好的并发度。
<wbr><wbr><wbr>至此,上面的写法一方面实现了Lazy-Load,另一个方面也做到了并发度很好的线程安全,一切看上很完美。这是,面试官可能会对你的回答满意的点点头。但是,你此时提出说,其实这种写法还是有问题的!!问题在哪里?假设线程A执行到了第9行,它判断对象为空,于是线程A执行到第12行去初始化这个对象,但初始化是需要耗费时间的,但是这个对象的地址其实已经存在了。此时线程B也执行到了第九行,它判断不为空,于是直接跳到15行得到了这个对象。但是,这个对象还没有被完整的初始化!得到一个没有初始化完全的对象有什么用!!关于这个Double-Checked
Lock的讨论有很多,目前公认这是一个<span style="color:#ff0000">Anti-Pattern(不正确模式)</span>,不推荐使用!所以当你的面试官听到你的这番答复,他会不会被Hold住呢?</wbr></wbr></wbr>
<wbr><wbr><wbr>那么有没有什么更好的写法呢?有!这里又要提出一种新的模式——<span style="word-wrap:normal; word-break:normal"><span style="word-wrap:normal; word-break:normal"><span style="color:#ff0000">Initialization on Demand Holder</span>.</span><span style="word-wrap:normal; word-break:normal"><wbr></wbr></span><span style="word-wrap:normal; word-break:normal">这种方法使用内部类来做到延迟加载对象,在初始化这个内部类的时候,JLS(Java
Language Sepcification)会保证这个类的线程安全。这种写法最大的美在于,完全使用了Java虚拟机的机制进行同步保证,没有一个同步的关键字。</span></span></wbr></wbr></wbr>
public class Singleton
{
private static class SingletonHolder
{
public final static Singleton instance = new Singleton();
}
//调用此方法的时候会初始化内部类,多线程都是调用一个对象,都需等待此对象初始化完才能返回,所以线程也是绝对安全的
public static Singleton getInstance()
{
return SingletonHolder.instance;
}
}
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