Lazy initialization holder class模式,这个模式综合使用了Java的类级内部类和多线程缺省同步锁的知识,很巧妙的同时实现了延迟加载和线程安全。
1:先来看点相应的基础知识
先简单的看看类级内部类相关的知识。
• 什么是类级内部类?
简单点说,类级内部类指的是:有static修饰的成员式内部类。如果没有static修饰的成员式内部类被
称为对象级内部类。
• 类级内部类相当于其外部类的static成分,它的对象与外部类对象间不存在依赖关系,因此可直接创
建。而对象级内部类的实例,是绑定在外部对象实例中的。
• 类级内部类中,可以定义静态的方法,在静态方法中只能够引用外部类中的静态成员方法或者成员变
量。
• 类级内部类相当于其外部类的成员,只有在第一次被使用的时候才会被装载
再来看看多线程缺省同步锁的知识。
大家都知道,在多线程开发中,为了解决并发问题,主要是通过使用synchronized来加互斥锁进行同步控
制。但是在某些情况中,JVM已经隐含地为您执行了同步,这些情况下就不用自己再来进行同步控制了。这些
情况包括:
• 由静态初始化器(在静态字段上或 static{} 块中的初始化器)初始化数据时
• 访问 final 字段时
• 在创建线程之前创建对象时
• 线程可以看见它将要处理的对象时
2:接下来看看这种解决方案的思路
要想很简单的实现线程安全,可以采用静态初始化器的方式,它可以由JVM来保证线程安全性。比如前面
的“饿汉式”实现方式,但是这样一来,不是会浪费一定的空间吗?因为这种实现方式,会在类装载的时候就
初始化对象,不管你需不需要。
如果现在有一种方法能够让类装载的时候不去初始化对象,那不就解决问题了?一种可行的方式就是采用
类级内部类,在这个类级内部类里面去创建对象实例,这样一来,只要不使用到这个类级内部类,那就不会创
建对象实例。从而同时实现延迟加载和线程安全。
看看代码示例可能会更清晰,示例代码如下:
public class Singleton {
/**
* 类级的内部类,也就是静态的成员式内部类,该内部类的实例与外部类的实例
* 没有绑定关系,而且只有被调用到才会装载,从而实现了延迟加载
*/
private static class SingletonHolder{
/**
* 静态初始化器,由JVM来保证线程安全
*/
private static Singleton instance = new Singleton();
}
/**
* 私有化构造方法
*/
private Singleton(){
}
public static Singleton getInstance(){
return SingletonHolder.instance;
}
}
仔细想想,是不是很巧妙呢!
当getInstance方法第一次被调用的时候,它第一次读取SingletonHolder.instance,导致
SingletonHolder类得到初始化;而这个类在装载并被初始化的时候,会初始化它的静态域,从而创建
Singleton的实例,由于是静态的域,因此只会被虚拟机在装载类的时候初始化一次,并由虚拟机来保证它的线
程安全性。
这个模式的优势在于,getInstance方法并没有被同步,并且只是执行一个域的访问,因此延迟初始化并
没有增加任何访问成本。
单例和枚举
按照《高效Java 第二版》中的说法:单元素的枚举类型已经成为实现Singleton的最佳方法。
为了理解这个观点,先来了解一点相关的枚举知识,这里只是强化和总结一下枚举的一些重要观点,更多
基本的枚举的使用,请参看Java编程入门资料:
• Java的枚举类型实质上是功能齐全的类,因此可以有自己的属性和方法
• Java枚举类型的基本思想:通过公有的静态final域为每个枚举常量导出实例的类
• 从某个角度讲,枚举是单例的泛型化,本质上是单元素的枚举
用枚举来实现单例非常简单,只需要编写一个包含单个元素的枚举类型即可,示例代码如下:
/**
* 使用枚举来实现单例模式的示例
*/
public enum Singleton {
/**
* 定义一个枚举的元素,它就代表了Singleton的一个实例
*/
uniqueInstance;
/**
* 示意方法,单例可以有自己的操作
*/
public void singletonOperation(){
//功能处理
}
}
使用枚举来实现单实例控制,会更加简洁,而且无偿的提供了序列化的机制,并由JVM从根本上提供保
障,绝对防止多次实例化,是更简洁、高效、安全的实现单例的方式。
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