一、餓漢式單例類
代碼如下:
public class Singleton
{
private Singleton(){
}
private static Singleton instance = new Singleton();
private static Singleton getInstance(){
return instance;
}
}
特點:餓漢式提前實例化,沒有懶漢式中多線程問題,但不管我們是不是調用getInstance()都會存在一個實例在內存中
二、內部類式單例類
代碼如下:
public class Singleton
{
private Singleton(){
}
private class SingletonHoledr(){
private static Singleton instance = new Singleton();
}
private static Singleton getInstance(){
return SingletonHoledr.instance;
}
}
特點:內部類式中,實現了延遲加載,只有我們調用了getInstance(),才會創建唯一的實例到內存中.並且也解決了懶漢式中多線程的問題.解決的方式是利用了Classloader的特性.
三、懶漢式單例類
代碼如下:
public class Singleton
{
private Singleton(){
}
private static Singleton instance;
public static Singleton getInstance(){
if(instance == null){
return instance = new Singleton();
}else{
return instance;
}
}
}
特點:在懶漢式中,有線程A和B,當線程A運行到第8行時,跳到線程B,當B也運行到8行時,兩個線程的instance都為空,這樣就會生成兩個實例。解決的辦法是同步:
可以同步但是效率不高:
代碼如下:
public class Singleton
{
private Singleton(){
}
private static Singleton instance;
public static synchronized Singleton getInstance(){
if(instance == null){
return instance = new Singleton();
}else{
return instance;
}
}
}
這樣寫程序不會出錯,因為整個getInstance是一個整體的"critical section",但就是效率很不好,因為我們的目的其實只是在第一個初始化instance的時候需要locking(加鎖),而後面取用instance的時候,根本不需要線程同步。
於是聰明的人們想出了下面的做法:
雙檢鎖寫法:
代碼如下:
public class Singleton{
private static Singleton single; //聲明靜態的單例對象的變量
private Singleton(){} //私有構造方法
public static Singleton getSingle(){ //外部通過此方法可以獲取對象
if(single == null){
synchronized (Singleton.class) { //保證了同一時間只能只能有一個對象訪問此同步塊
if(single == null){
single = new Singleton();
}
}
}
return single; //返回創建好的對象
}
}
思路很簡單,就是我們只需要同步(synchronize)初始化instance的那部分代碼從而使代碼既正確又很有效率。
這就是所謂的“雙檢鎖”機制(顧名思義)。
很可惜,這樣的寫法在很多平台和優化編譯器上是錯誤的。
原因在於:instance = new Singleton()這行代碼在不同編譯器上的行為是無法預知的。一個優化編譯器可以合法地如下實現instance = new Singleton():
1. instance = 給新的實體分配內存
2. 調用Singleton的構造函數來初始化instance的成員變量
現在想象一下有線程A和B在調用getInstance,線程A先進入,在執行到步驟1的時候被踢出了cpu。然後線程B進入,B看到的是instance 已經不是null了(內存已經分配),於是它開始放心地使用instance,但這個是錯誤的,因為在這一時刻,instance的成員變量還都是缺省值,A還沒有來得及執行步驟2來完成instance的初始化。
當然編譯器也可以這樣實現:
1. temp = 分配內存
2. 調用temp的構造函數
3. instance = temp
如果編譯器的行為是這樣的話我們似乎就沒有問題了,但事實卻不是那麼簡單,因為我們無法知道某個編譯器具體是怎麼做的,因為在Java的memory model裡對這個問題沒有定義。
雙檢鎖對於基礎類型(比如int)適用。很顯然吧,因為基礎類型沒有調用構造函數這一步。