单件模式 Singleton

什么时候使用?当需要独一无二的对象时,请想起他。

举例:线程池(threadpool),缓存(cache),对话框,处理偏好设置和注册表(registry)的对象,驱动程序对象。

无需具体例子,先看类图:包含一个private的自己的实例。private的构造函数,确保无法在类以外创建。在getInstance()中检测私有实例是否创建,未则创建,若已存在则直接返回。

看代码更好理解记忆。

经典实现方式 Typical Singleton

public class Singleton {
private static Singleton uniqueInstance;
private Singleton() {}
public static Singleton getInstance {
if (uniqueInstance == null) {
uniqueInstance = new Singleton();
}
return uniqueInstance;
 }
}

经典实现看似完美,但存在问题。它不是线程安全的。当两个线程同时调用的时候,有可能同时进入 uniqueInstance == null 的if块中。这样对象就不是唯一了。后进入的线程会获得一个新的instance。解决方法,马上直观想到,使用synchronized确保线程安全。

Singleton Lazy Initialized (延迟加载)

public class Singleton {
private static Singleton uniqueInstance;
private Singleton() {}
public static synchronized Singleton getInstance {
if (uniqueInstance == null) {
uniqueInstance = new Singleton();
}
return uniqueInstance;
 }
}

如果对性能要求非常高,以上synchronized确实每次都要判断有性能担忧。可以改进如下。

Singleton Eagerly Initialized (急切创建)

public class Singleton {
private static Singleton uniqueInstance = new Singleton();
private Singleton() {}
public static synchronized Singleton getInstance {
return uniqueInstance;
 }
}

很好的解决问题了。以上利用了JVM加载机制。在加载类的时候就吧实例创建好。除此,还有一种方法。

Singleton Double-checked Locking (双重检查锁)

public class Singleton {
private volatile static Singleton uniqueInstance;
private Singleton() {}
public static Singleton getInstance {
if (uniqueInstance == null) {
synchronized (Singleton.class) {
if (uniqueInstance == null) {
uniqueInstance = new Singleton();
}
}
}
return uniqueInstance;
 }
}

以上使用了volatile关键字,使uniqueInstance是线程同步读的。即线程总能读到最新的值。uniqueInstance为null时才进行创建。使用synchrinized确保线程安全。同时在块内再次检测是否需要创建。

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