Java單例模式的餓漢和懶漢模式怎么實(shí)現(xiàn)

今天小編給大家分享一下Java單例模式的餓漢和懶漢模式怎么實(shí)現(xiàn)的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，內(nèi)容詳細(xì)，邏輯清晰，相信大部分人都還太了解這方面的知識(shí)，所以分享這篇文章給大家參考一下，希望大家閱讀完這篇文章后有所收獲，下面我們一起來(lái)了解一下吧。

什么是單例模式

保證某個(gè)類(lèi)在程序中只存在一份實(shí)例，而不會(huì)創(chuàng)建多個(gè)實(shí)例，這樣就會(huì)提高效率。

在單利模式中一般只提供一個(gè)getInstance()方法來(lái)獲取實(shí)例對(duì)象，不提供setInstance()方法,目的是為了避免再實(shí)例化出其他實(shí)例對(duì)象。其中單例模式中有兩種模式一種是餓漢模式，一種是懶漢模式。

一.餓漢模式

1.餓漢模式的概念

餓漢模式就是在類(lèi)加載的時(shí)候立刻會(huì)實(shí)例化，后續(xù)使用就只會(huì)出現(xiàn)一份實(shí)例。

2.餓漢模式代碼

package thread.example;
//餓漢模式
public class HungrySingle {
//在類(lèi)加載的時(shí)候就實(shí)例化了，類(lèi)加載只有一次，所以值實(shí)例化出了一份該實(shí)例對(duì)象
    private static HungrySingle instance = new HungrySingle();
    public static HungrySingle getInstance() {
        return instance;
    }
}

3.多線程是否線程安全

在類(lèi)加載的時(shí)候就已經(jīng)實(shí)例化了，所以該實(shí)例化沒(méi)有涉及到實(shí)例化的修改操作，只是進(jìn)行讀取操作。在多線程情況下是線程安全的。

二.懶漢模式

1.懶漢模式的概念

在類(lèi)加載的時(shí)候沒(méi)有直接實(shí)例化，而是調(diào)用指定實(shí)例方法的時(shí)候再進(jìn)行實(shí)例化，這樣就能保證不想使用的時(shí)候也不會(huì)實(shí)例化。一般來(lái)說(shuō)比餓漢模式的效率高。

2.單線程情況下的懶漢模式

package thread.example;
//單線程的懶漢模式
public class LazySingle {
    private static LazySingle instance = null;
    //只有在調(diào)用該方法的時(shí)候才實(shí)例化
    public static LazySingle getInstance() {
        if(instance == null) {
            instance = new LazySingle();
        }
        return instance;
    }
}

3.多線程情況下的懶漢模式

（1）導(dǎo)致懶漢模式在多線程情況下的不安全原因

在多線程的情況下，由于可能兩個(gè)線程都會(huì)得到一份instance=null，這是因?yàn)槿绻€程1修改了自己縣城中的instance后還沒(méi)來(lái)得及修改主內(nèi)存中的instance，所導(dǎo)致線程2也實(shí)例化出了一份instance對(duì)象，這時(shí)候也就不再是單例模式了。主要導(dǎo)致該問(wèn)題的是由于這里面涉及到了對(duì)instance的修改操作，失去了原子性，為了保證原子性，我們想到了加鎖，從而實(shí)現(xiàn)線程安全問(wèn)題。

（2）解決方法代碼示例

版本1

package thread.example;
//多線程安全下的懶漢模式
    public class LazySingle {
        private LazySingle() {
    }
    private static LazySingle instance = null;
    //只有在調(diào)用該方法的時(shí)候才實(shí)例化
    public static synchronized LazySingle getInstance() {
        if (instance == null) {
            instance = new LazySingle();
        }
        return instance;
    }
}

版本1的代碼雖然保證了線程安全，但是每次調(diào)用該方法時(shí)還是會(huì)出現(xiàn)加鎖解鎖問(wèn)題，為了進(jìn)一步優(yōu)化，我們可以減小鎖的粒度來(lái)提高效率，因?yàn)榧恿随i之后也就和高并發(fā)無(wú)緣了，但我們還是想提高效率，所以才會(huì)進(jìn)行優(yōu)化。

版本2

雙重if判斷加鎖提高效率

package thread.example;
 
public class SecurityLazyModle {
    private LazySingle() {
    }
    private static volatile SecurityLazyModle instance = null;//保證內(nèi)存可見(jiàn)性，防止編譯器過(guò)度優(yōu)化(指令重排序)
    public static SecurityLazyModle getInstance() {
        if(instance == null) {
            synchronized (SecurityLazyModle.class) {
                if(instance == null) {
                    instance = new SecurityLazyModle();
                }
            }
        }
        return instance;
    }
}

版本2的解釋說(shuō)明

第一層if是為了判斷當(dāng)前是否已經(jīng)把實(shí)例創(chuàng)建出來(lái)，第二層synchronized是為了使進(jìn)入當(dāng)前if中的線程來(lái)競(jìng)爭(zhēng)鎖，當(dāng)拿到鎖的線程進(jìn)入到第三層if之后判斷是否為空，不為空就是實(shí)例化對(duì)象，然后再釋放鎖，釋放鎖之后，instance已經(jīng)不為空了，后面的線程就被阻擋在了第三層if這里了，之后再來(lái)訪問(wèn)getInstance()方法，發(fā)現(xiàn)該instance已經(jīng)不為空了，也就不用再搶占鎖資源了，因?yàn)楦?jìng)爭(zhēng)鎖也消耗大量的時(shí)間。通過(guò)這樣處理，既保證了線程安全，也提高了效率。

這里使用volatile是為了防止編譯器優(yōu)化導(dǎo)致的指令重排序，在進(jìn)行new一個(gè)對(duì)象不是原子性操作，可以分為三步驟：

1. 1.分配內(nèi)存空間

2. 2.實(shí)例化對(duì)象

3. 3.給變量賦值

對(duì)于上面的執(zhí)行，如果1和3先執(zhí)行了（假設(shè)2還沒(méi)有完成），在第一層if外的線程這時(shí)候判斷不為null,這時(shí)候就會(huì)直接返回該對(duì)象，但是這個(gè)對(duì)象只執(zhí)行了一半，之后使用就會(huì)導(dǎo)致線程安全問(wèn)題。

通過(guò)volatile就可以確保這3步驟必須執(zhí)行完（無(wú)論順序如何，最終都會(huì)執(zhí)行完），外面的線程才可以執(zhí)行，這時(shí)候就保證了該對(duì)象的完整性。

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