`
zw1502071
  • 浏览: 6947 次
社区版块
存档分类
最新评论

线程安全的单例模式

阅读更多

 

(2011-09-28 21:59:24)
  分类: 面试题目

 

  面试的时候,常常会被问到这样一个问题:请您写出一个单例模式(Singleton Pattern)吧。好吧,写就写,这还不容易。顺手写一个:
  1. public final class EagerSingleton  
  2. {  
  3.     private static EagerSingleton singObj = new EagerSingleton();  
  4.   
  5.     private EagerSingleton(){  
  6.     }  
  7.   
  8.     public static EagerSingleton getSingleInstance(){  
  9.        return singObj;
  10.     }  
  11. }  
    这种写法就是所谓的饥饿模式,每个对象在没有使用之前就已经初始化了。这就可能带来潜在的性能问题:如果这个对象很大呢?没有使用这个对象之前,就把它加载到了内存中去是一种巨大的浪费。针对这种情况,我们可以对以上的代码进行改进,使用一种新的设计思想——延迟加载(Lazy-load Singleton)
  1. public final class LazySingleton  
  2. {  
  3.     private static LazySingleton singObj = null;  
  4.   
  5.     private LazySingleton(){  
  6.     }  
  7.   
  8.     public static LazySingleton getSingleInstance(){  
  9.         if(null == singObj ) singObj = new LazySingleton();
  10.           return singObj;
  11.     }  
  12. }  
    这种写法就是所谓的懒汉模式。它使用了延迟加载来保 证对象在没有使用之前,是不会进行初始化的。但是,通常这个时候面试官又会提问新的问题来刁难一下。他会问:这种写法线程安全吗?回答必然是:不安全。这 是因为在多个线程可能同时运行到第九行,判断singObj为null,于是同时进行了初始化。所以,这是面临的问题是如何使得这个代码线程安全?很简 单,在那个方法前面加一个Synchronized就OK了。
  1. public final class ThreadSafeSingleton  
  2. {  
  3.     private static ThreadSafeSingleton singObj = null;  
  4.   
  5.     private ThreadSafeSingleton(){  
  6.     }  
  7.   
  8.     public static Synchronized ThreadSafeSingleton getSingleInstance(){  
  9.         if(null == singObj ) singObj = new ThreadSafeSingleton();
  10.             return singObj;
  11.     }  
  12. }  
    写到这里,面试官可能仍然会狡猾的看了你一眼,继续刁难到:这个写法有没有什么性能问题呢?答案肯定是有的!同步的代价必然会一定程度的使程序的并发度降低。那么有没有什么方法,一方面是线程安全的,有可以有很高的并发度呢?我们观察到,线程不安全的原因其实是在初始化对象的时候,所以,可以想办法把同步的粒度降低,只在初始化对象的时候进行同步。这里有必要提出一种新的设计思想——双重检查锁(Double-Checked Lock)。
  1. public final class DoubleCheckedSingleton  
  2. {  
  3.     private static DoubleCheckedSingletonsingObj = null;  
  4.   
  5.     private DoubleCheckedSingleton(){  
  6.     }  
  7.   
  8.     public static DoubleCheckedSingleton getSingleInstance(){  
  9.         if(null == singObj ) {
  10.               Synchronized(DoubleCheckedSingleton.class){
  11.                      if(null == singObj)
  12.                            singObj = new DoubleCheckedSingleton();
  13.               }
  14.          }
  15.        return singObj;
  16.     }  
  17. }  
     这种写法使得只有在加载新的对象进行同步,在加载完了之后,其他线程在第九行就可以判断跳过锁的的代价直接到第15行代码了。做到很好的并发度。
     至此,上面的写法一方面实现了Lazy-Load,另一个方面也做到了并发度很好的线程安全,一切看上很完美。这是,面试官可能会对你的回答 满意的点点头。但是,你此时提出说,其实这种写法还是有问题的!!问题在哪里?假设线程A执行到了第9行,它判断对象为空,于是线程A执行到第12行去初 始化这个对象,但初始化是需要耗费时间的,但是这个对象的地址其实已经存在了。此时线程B也执行到了第九行,它判断不为空,于是直接跳到15行得到了这个 对象。但是,这个对象还没有被完整的初始化!得到一个没有初始化完全的对象有什么用!!关于这个Double-Checked Lock的讨论有很多,目前公认这是一个Anti-Pattern,不推荐使用!所以当你的面试官听到你的这番答复,他会不会被Hold住呢?
     那么有没有什么更好的写法呢?有!这里又要提出一种新的模式——Initialization on Demand Holder. 这种方法使用内部类来做到延迟加载对象,在初始化这个内部类的时候,JLS(Java Language Sepcification)会保证这个类的线程安全。这种写法最大的美在于,完全使用了Java虚拟机的机制进行同步保证,没有一个同步的关键字。
  1. public class Singleton    
  2. {    
  3.     private static class SingletonHolder    
  4.     {    
  5.         public final static Singleton instance = new Singleton();    
  6.     }    
  7.    
  8.     public static Singleton getInstance()    
  9.     {    
  10.         return SingletonHolder.instance;    
  11.     }    
  12. }  
 
至此,本文完。提供一些链接For your reference:
 
 
分享到:
评论

相关推荐

    Qt线程安全单例模式写日志模式

    保证一个类只有一个实例,并提供一个访问它的全局访问点,使得系统中只有唯一的一个对象实例,具有线程安全,多线程测试通过。 1.打开日志并创建日志文件夹 默认为程序启动路径 2.清理日志文件下日志数量 默认保留90...

    使用C++11实现线程安全的单例模式

    线程安全的单例模式在多线程环境下尤其重要,因为不正确的实现可能导致多个线程创建多个实例,这违反了单例模式的基本原则。C++11引入了新的特性,如std::mutex和std::call_once,使得实现线程安全的单例模式变得...

    C++两种线程安全的单例模式的实现

    使用"懒汉模式"与"饿汉模式"实现c++的单例模式,并且确保了单例模式的第一次实例化的线程安全,以及程序结束时,单例对象的资源收回,以防内存资源的泄漏

    c++线程安全单例模式

    c++单例模式, 需要boost中的function、bind、shared_ptr支持; 很好用; 下载中含简单的测试代码; 原帖:http://blog.csdn.net/CDScan/archive/2009/11/21/4848084.aspx

    线程安全单例

    然而,在多线程环境下,如果单例模式实现不当,则可能导致线程安全问题。因此,实现线程安全的单例模式就显得尤为重要。 #### 实现方法 给定的代码示例采用了一种称为“懒汉式”的单例模式实现方式,同时利用了...

    多线程单例模式并发访问

    ### 多线程单例模式并发访问 #### 一、多线程基础概念 在讨论多线程单例模式及并发访问之前,我们先来了解一些基本概念。 **进程**和**线程**是计算机科学中的两个核心概念,它们之间的关系紧密而复杂。 - **进程...

    详解python实现线程安全的单例模式

    然而,如果我们想要在类级别实现线程安全的单例模式,就需要考虑多线程环境下的并发问题。 在给出的代码中,首先定义了一个装饰器`Singleton`,它的目的是确保每次调用时返回的是同一个实例。装饰器内部维护了一个...

    Java中懒汉单例设计模式线程安全测试

    Java中懒汉单例设计模式线程安全测试,单例设计模式的测试

    老生常谈C++的单例模式与线程安全单例模式(懒汉/饿汉)

    1 教科书里的单例模式 我们都很清楚一个简单的单例模式该怎样去实现:构造函数声明为private或protect防止被外部函数实例化,内部保存一个private static的类指针保存唯一的实例,实例的动作由一个public的类方法...

    C++线程安全的单例模式:深入解析与实践

    实现线程安全的单例模式是C++编程中的一个常见任务。通过使用C++11提供的特性,如静态局部变量初始化和std::call_once,我们可以轻松实现线程安全的单例模式。这些方法不仅保证了单例对象的唯一性,还提高了代码的...

    使用单例模式实现计数器

    总结来说,单例模式在实现计数器时,可以确保计数器的全局唯一性,同时提供了一种线程安全的方式来管理和访问这个计数器。这种模式在需要全局共享资源或状态,如日志服务、缓存管理、数据库连接池等场景中尤为适用。...

    浅议单例模式之线程安全(转)

    在多线程环境下,线程安全的单例模式尤为重要,因为如果不正确实现,可能会导致多个线程同时创建多个实例,违反了单例模式的基本原则。 在Java中,单例模式通常有以下几种实现方式: 1. 饿汉式(静态常量): ...

    C++ 多线程和多线程下的单例模式

    本资源描述了C++11 中多线程的创建,C++11中std命名空间中将boost库中的Thread加入,boost多线程从准标准变为标准,其中还介绍了C++ 多线程下的单例模式的使用,本文档为txt文档

    java多线程之线程安全的单例模式

    在多线程环境下,线程安全的单例模式尤其重要,因为如果不正确地实现,可能会导致多个线程创建多个实例,违反了单例模式的基本原则。本文将详细介绍Java中线程安全的单例模式,包括懒汉式和饿汉式两种实现方式。 1....

    43丨单例模式(下):如何设计实现一个集群环境下的分布式单例模式?1

    线程唯一的单例模式,又称为线程局部单例,是指在同一个线程内保证单例的唯一性,而在不同线程之间可以有各自的实例。实现线程唯一单例通常可以通过使用`ThreadLocal`变量。`ThreadLocal`为每个线程都维护了一个独立...

    单例模式线程安全的三种表达

    单例模式三种线程安全的表达方式,其中枚举方式的单例是最安全的

    线程安全的单例模式的几种实现方法分享

    线程安全的单例模式是设计模式中的一种经典实现,主要目标是在多线程环境下确保一个类只有一个实例,并提供全局唯一的访问点。以下是对几种线程安全单例模式实现方式的详细解释: 1. **饿汉式单例**: 饿汉式单例...

    Java 单例模式线程安全问题

    Java 单例模式线程安全问题详解 Java 单例模式线程安全问题是指在 Java 中实现单例模式时,如何确保线程安全的问题。单例模式是指在整个应用程序生命周期中,只有一个实例存在的设计模式。这种模式可以提高性能,...

Global site tag (gtag.js) - Google Analytics