【转】JAVA 单例模式与多线程

 

单例模式单例模式是一种常见的设计模式，分三种：懒汉式单例、饿汉式单例、内部类单例、登记式单例几种。

单例模式有一下特点：

    1、单例类只能有一个实例。

    2、单例类必须自己自己创建自己的唯一实例。

    3、单例类必须给所有其他对象提供这一实例。

懒汉模式不是线程安全的，饿汉模式是线程安全的，内部内模式利用Classloader的特，注册表模式是线程安全的同时又提供运行期指定单例。

饿汉式单例类：

 

public class Singleton         
{         
    private Singleton(){         
             
     }         
        
    private static Singleton instance = new Singleton();         
        
    private static Singleton getInstance(){         
        return instance;         
     }         
} 

 

 

内部类式单例类：

public class Singleton        
{           
        private Singleton(){        
            
     }        
       
    private class SingletonHoledr(){        
        private static Singleton instance = new Singleton();        
     }        
       
    private static Singleton getInstance(){        
        return SingletonHoledr.instance;        
     }        
} 

 

 

懒汉式单例类:

public class Singleton            
{               
    private Singleton(){            
           
     }            
           
    private static Singleton instance;            
    public static synchronized Singleton getInstance(){            
        if(instance == null){            
            return instance = new Singleton();            
         }else{            
            return instance;            
         }            
     }            
}  

 

 

 

    这样写程序不会出错，因为整个getInstance是一个整体的"critical section"，但就是效率很不好，因为我们的目的其实只是在第一个初始化instance的时候需要locking(加锁)，而后面取用instance的时候，根本不需要线程同步。

于是聪明的人们想出了下面的做法：

双检锁写法：

 

public class Singleton{       
  private static Singleton single;    //声明静态的单例对象的变量       
  private Singleton(){}    //私有构造方法       
         
  public static Singleton getSingle(){    //外部通过此方法可以获取对象         
    if(single == null){          
        synchronized (Singleton.class) {   //保证了同一时间只能只能有一个对象访问此同步块             
            if(single == null){           
                 single = new Singleton();               
         }          
       }       
     }         
    return single;   //返回创建好的对象       
   }       
}    

 

 

 

public class Singleton{   
   private static Singleton single;     //声明静态的单例对象的变量   
   private Singleton(){}     //私有构造方法    
      
   public static Singleton getSingle(){     //外部通过此方法可以获取对象     
     if(single == null){       
          synchronized (Singleton.class) {    //保证了同一时间只能只能有一个对象访问此同步块          
              if(single == null){        
                  single = new Singleton();             
         }       
       }   
     }     
     return single;    //返回创建好的对象    
   }   
}  

 

 

 

     思路很简单，就是我们只需要同步（synchronize）初始化instance的那部分代码从而使代码既正确又很有效率。

这就是所谓的“双检锁”机制（顾名思义）。

很可惜，这样的写法在很多平台和优化编译器上是错误的。

      原因在于：instance = new Singleton()这行代码在不同编译器上的行为是无法预知的。一个优化编译器可以合法地如下实现instance = new Singleton():

      1. instance = 给新的实体分配内存

      2. 调用Singleton的构造函数来初始化instance的成员变量

      现在想象一下有线程A和B在调用getInstance，线程A先进入，在执行到步骤1的时候被踢出了cpu。然后线程B进入，B看到的是instance 已经不是null了（内存已经分配），于是它开始放心地使用instance，但这个是错误的，因为在这一时刻，instance的成员变量还都是缺省值，A还没有来得及执行步骤2来完成instance的初始化。

当然编译器也可以这样实现：

     1. temp = 分配内存

     2. 调用temp的构造函数

     3. instance = temp

     如果编译器的行为是这样的话我们似乎就没有问题了，但事实却不是那么简单，因为我们无法知道某个编译器具体是怎么做的，因为在Java的memory model里对这个问题没有定义。

     双检锁对于基础类型（比如int）适用。很显然吧，因为基础类型没有调用构造函数这一步。

 

评论

3 楼 793059909 2012-09-09  

懒汉模式不是线程安全的，饿汉模式是线程安全的

看来还是饿汉模式比较保险，就是一点内存么

2 楼 793059909 2012-09-09  

synchronized (Singleton.class) {    //保证了同一时间只能只能有一个对象访问此同步块           
              if(single == null){         
                  single = new Singleton();              
         }

此处 synchronized中加上if判断有什么好处呢？

1 楼 793059909 2012-09-09  

synchronized (Singleton.class) {    //保证了同一时间只能只能有一个对象访问此同步块           
              if(single == null){         
                  single = new Singleton();              
         }