單例模式 singleton pattern

有一些對(duì)象其實(shí)我們只需要一個(gè),比如線程池、緩存、對(duì)話框、日志對(duì)象等,于是單例模式就出場(chǎng)了。

單例模式結(jié)構(gòu)圖.png

餓漢式

public class SingleDog {

    // 為了不能在外部創(chuàng)建該類(lèi)實(shí)例,需要把構(gòu)造函數(shù)設(shè)置為私有
    private SingleDog() {

    }

    private static final SingleDog mSingleDog = new SingleDog();

    public static SingleDog getDog() {
        return mSingleDog;
    }

    public static void eat() {
        System.out.println("eat bone");
    }

}

餓漢式是最簡(jiǎn)單的單例模式,缺點(diǎn)也很明顯,就是不論用不用得到,都會(huì)創(chuàng)建實(shí)例。這對(duì)在這次程序運(yùn)行中沒(méi)用到該實(shí)例的情況是一種資源的浪費(fèi),于是就有了飽漢式。

飽漢式

public class SingleDog {

    // 為了不能再外部創(chuàng)建該類(lèi)實(shí)例,需要把構(gòu)造函數(shù)設(shè)置為私有
    private SingleDog() {

    }

    private static SingleDog mSingleDog;

    public static SingleDog getDog() {
        if (mSingleDog == null) {
            mSingleDog = new SingleDog();
        }
        return mSingleDog;
    }

    public static void eat() {
        System.out.println("Eat shit");
    }

}

飽漢式是一種懶加載,當(dāng)用到的時(shí)候再去創(chuàng)建,下次再用的時(shí)候因?yàn)椴粸閚ull,就直接用,缺點(diǎn)也很明顯,就是多線程的時(shí)候可能會(huì)創(chuàng)建多個(gè)對(duì)象,于是就有了同步鎖。

飽漢式 同步鎖

public class SingleDog {

    // 為了不能在外部創(chuàng)建該類(lèi)實(shí)例,需要把構(gòu)造函數(shù)設(shè)置為私有
    private SingleDog() {

    }

    private static SingleDog mSingleDog;

    public static synchronized SingleDog getDog() {
        if (mSingleDog == null) {
            mSingleDog = new SingleDog();
        }
        return mSingleDog;
    }

  /*public static SingleDog getDog() {
        synchronized (SingleDog.class) {
            if (mSingleDog == null) {
                mSingleDog = new SingleDog();
            }
        }
        return mSingleDog;
    }*/

    public static void eat() {
        System.out.println("Eat shit");
    }

}

上面加了鎖,可以保證不會(huì)創(chuàng)建多個(gè),但是當(dāng)我們已經(jīng)創(chuàng)建了一個(gè)對(duì)象的時(shí)候,有多個(gè)線程去取該對(duì)象需要同步就沒(méi)有必要的,這樣做影響了性能,于是,就有了雙重檢查鎖。

飽漢式 DCL雙重檢查鎖

public class SingleDog {

    // 為了不能在外部創(chuàng)建該類(lèi)實(shí)例,需要把構(gòu)造函數(shù)設(shè)置為私有
    private SingleDog() {

    }

    private static SingleDog mSingleDog;

    public static SingleDog getDog() {
        if (mSingleDog == null) {
            synchronized (SingleDog.class) {
                if (mSingleDog == null) {
                    mSingleDog = new SingleDog();
                }
            }
        }
        return mSingleDog;
    }

    public static void eat() {
        System.out.println("Eat shit");
    }

}

雙重檢查鎖在對(duì)象為空的時(shí)候,需要同步去創(chuàng)建,在創(chuàng)建時(shí)又判斷了對(duì)象是不是為空,因此不會(huì)創(chuàng)建多個(gè),而在對(duì)象不為空時(shí),就直接返回對(duì)象,不需要同步。上面的寫(xiě)法看起來(lái)即可以保證一個(gè)對(duì)象,也能延遲加載。但其實(shí)最顯而易見(jiàn)的錯(cuò)誤是,SingleDog 對(duì)象初始化時(shí)的寫(xiě)操作與寫(xiě)入mSingleDog字段的操作可以是無(wú)序的。這樣的話,如果某個(gè)線程調(diào)用getDog()可能看到mSingleDog字段指向了一個(gè)SingleDog 對(duì)象,但看到該對(duì)象里的字段值卻是默認(rèn)值,而不是在SingleDog 構(gòu)造方法里設(shè)置的那些值。(假如SingleDog 有個(gè)字段是顏色,默認(rèn)是白色,構(gòu)造函數(shù)傳入黃色,在多線程下,可能拿到了SingleDog 的實(shí)例顏色是白色的,因?yàn)镾ingleDog 已經(jīng)指向了某一個(gè)對(duì)象了,所以不為空,但是由于還來(lái)不及寫(xiě)入黃色,就被另一個(gè)線程使用了,于是就白色了)

解決的辦法是在聲明單例對(duì)象時(shí)加上volatile private volatile static SingleDog mSingleDog;

當(dāng)一個(gè)域聲明為volatile類(lèi)型后,編譯器與運(yùn)行時(shí)會(huì)監(jiān)視這個(gè)變量:它是共享的,而且對(duì)它的操作不會(huì)與其他的內(nèi)存操作一起被重排序。volatile變量不會(huì)緩存在寄存器或緩存在對(duì)其他處理器隱藏的地方。所以,讀一個(gè)volatile類(lèi)型的變量時(shí),總會(huì)返回由某一線程所寫(xiě)入的最新值。

飽漢式 內(nèi)部靜態(tài)類(lèi)

public class SingleDog {

    // 為了不能再外部創(chuàng)建該類(lèi)實(shí)例,需要把構(gòu)造函數(shù)設(shè)置為私有
    private SingleDog() {

    }

    public static SingleDog getDog() {
        return InnerDog.mDog;
    }

    private static class InnerDog {
        private static final SingleDog mDog = new SingleDog();
    }

    public static void eat() {
        System.out.println("Eat shit");
    }

}

由于內(nèi)部靜態(tài)類(lèi)只會(huì)在被調(diào)用時(shí)才加載,且靜態(tài)變量在聲明時(shí)的賦值只會(huì)被執(zhí)行一次,加上final 可以保證正在創(chuàng)建中的對(duì)象不能被其他線程訪問(wèn)到。因此這種內(nèi)部靜態(tài)類(lèi)的單例實(shí)現(xiàn)是非常好的一種選擇。

枚舉單例

public enum SingleDog {

    mSingleDog;

    public static void eat() {
        System.out.println("Eat shit");
    }

}

利用枚舉可以很簡(jiǎn)單的實(shí)現(xiàn)單例,不過(guò)android開(kāi)發(fā)中,谷歌不推薦使用枚舉,因?yàn)闀?huì)比較占內(nèi)存,所以這種方式就當(dāng)做了解下。

擴(kuò)展

雙重檢查鎖定失效分析
Thread-safety with the Java final keyword
Android 中的 Enum 到底占多少內(nèi)存?該如何用?

最后編輯于
?著作權(quán)歸作者所有,轉(zhuǎn)載或內(nèi)容合作請(qǐng)聯(lián)系作者
【社區(qū)內(nèi)容提示】社區(qū)部分內(nèi)容疑似由AI輔助生成,瀏覽時(shí)請(qǐng)結(jié)合常識(shí)與多方信息審慎甄別。
平臺(tái)聲明:文章內(nèi)容(如有圖片或視頻亦包括在內(nèi))由作者上傳并發(fā)布,文章內(nèi)容僅代表作者本人觀點(diǎn),簡(jiǎn)書(shū)系信息發(fā)布平臺(tái),僅提供信息存儲(chǔ)服務(wù)。

相關(guān)閱讀更多精彩內(nèi)容

友情鏈接更多精彩內(nèi)容