Java 实例解析单例模式

目录

• 单例模式的介绍
• 优点
• 缺点
• Synchronized
• Synchronized示例
• Synchronized与非Synchronized
• Singleton
• 第一个示例
• 第二个示例
• 第三个示例
• 第四个示例
• 第五个示例

单例模式的介绍

单例对象（Singleton）是一种常用的设计模式。在实际使用中，单例对象能保证在一个JVM中，该对象只存在一个实例存在。

优点

1、减少系统开销，提高系统性能
2、省去了new操作符，降低了系统内存的使用频率，减轻GC压力
3、避免对共享资源的多重占用

缺点

1、不适应用多变的对象
2、扩展困难
3、单例类的职责过重，在一定程度上违背了“单一职责原则”。

Synchronized

Synchronized示例

介绍单例模式前，我们现介绍一下Synchronized
示例如下：
建立一个内部类，并开启子线程，如果实例该类，则自动执行test1（）方法

 class SynchronizedTest implements Runnable {
    private int count;

    public SynchronizedTest() {
        count = 0;
    }

    @Override
    public void run() {
        test1();
    }

    private void test1() {
        synchronized (this) {
            for (int i = 0; i < 5; i++) {
                try {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + count++);
                    Thread.sleep(500);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }
}

构造一个SynchronizedTest 对象，传入两个线程对象

 SynchronizedTest test = new SynchronizedTest();
        Thread thread1 = new Thread(test,"test1");
        Thread thread2 = new Thread(test,"test2");
        thread1.start();
        thread2.start();

由结果可知，当一个对象持有该代码块时，另一个线程访问不到被锁住的代码块，只要当前一线程执行完成，另一线程才能执行。

test1:0
test1:1
test1:2
test1:3
test1:4
test2:5
test2:6
test2:7
test2:8
test2:9

Synchronized与非Synchronized

建立一个内部类

 class SynchronizedTest implements Runnable {
    private int count;

    public SynchronizedTest() {
        count = 0;
    }

    @Override
    public void run() {
        if (Thread.currentThread().getName().equals("S")) {
            test1();
        } else {
            test2();
        }
    }

    public void test1() {
        synchronized (this) {
            for (int i = 0; i < 5; i++) {
                try {
                    System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + (count++));
                    Thread.sleep(500);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
            }
        }
    }

    public void test2() {
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            try {
                System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + count);
                Thread.sleep(500);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
        }
    }
 }

SynchronizedTest test = new SynchronizedTest();
        Thread thread1 = new Thread(test,"S");
        Thread thread2 = new Thread(test,"N");
        thread1.start();
        thread2.start();

由结果可知，一个线程访问Synchronized修饰的代码块，另一个线程访问非Synchronized代码块不受阻塞

S:0
N:1
N:2
S:1
N:2
S:2
S:3
N:4
S:4
N:5

Singleton

第一个示例

此示例实现了单例，但是如果放在多线程当中，将会漏洞百出
我们接着看下一个改良示例

public class Singleton {
/* 持有私有静态实例，防止被引用，此处赋值为null，目的是实现延迟加载 */
private static Singleton instance = null;
    /* 私有构造方法，防止被实例化 */
    private Singleton() {
    }
    /* 静态工程方法，创建实例 */
    public static Singleton getInstance() {
        if (instance == null) {
            instance = new Singleton();
        }
        return instance;
    }
}

第二个示例

根据第一个示例，我们进行改良，加上Synchronized。
但是每次调用getInstance（）方法时，都会对对象上锁，为了减少系统开销，我们一般在第一次创建对象的时候加锁，后面就不需要了
我们接着看下一个改良示例

public static synchronized Singleton getInstance() {
if (instance == null) {
instance = new Singleton();
}
return instance;
}

第三个示例

我们对上一个示例进行改良，只有在instance == null的时候，也就是第一次创建对象的时候，执行加锁的区域。此种写法解决了上一个示例遗留的问题，但是在Java指令中创建对象和赋值操作是分开进行的，也就是说instance = new Singleton();语句是分两步执行的。但是JVM并不保证这两个操作的先后顺序，也就是说有可能JVM会为新的Singleton实例分配空间，然后直接赋值给instance成员，然后再去初始化这个Singleton实例。

public static Singleton getInstance() {
if (instance == null) {
synchronized (instance) {
if (instance == null) {
instance = new Singleton();
      }
   }
 }
 return instance;
}

第四个示例

此代码初看已经没有问题，如果在构造方法中出现异常，那么实例将得不到创建

public class Singleton {
/* 私有构造方法，防止被实例化 */
private Singleton() {
}
/* 此处使用一个内部类来维护单例 */
private static class SingletonFactory {
private static Singleton instance = new Singleton();
  }
/* 获取实例 */
public static Singleton getInstance() {
return SingletonFactory.instance;
  }
}

第五个示例

   private static Singleton instance = null;
   private Singleton(){

    }
    public static Singleton getInstance(){
        if (instance == null){
            sync();
        }
        return instance;
    }
   private static synchronized void sync(){
        if (instance == null){
           instance = new Singleton();
            System.out.println("success");
       }
    }

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