单例设计模式的作用(设计模式——单例模式)
是什么?
单例模式是Java中最简单的设计模式之一 ,这种类型的设计模式属于创建型模式 ,它提供了一种创建对象的最佳方式;
这种模式涉及到一个单一的类 ,该类负责创建自己的对象 ,同时确保只有单个对象被创建 ,这个类提供了一种访问其唯一的对象的方式 ,可以直接访问 ,不需要实例化该类的对象;
结构
单例模式主要有以下角色:
1.单例类:只能创建一个实例的类;
2.访问类:使用单例类;
实现
饿汉式
类加载就会导致该单实例对象被创建;
代码实现
我们在类加载的时候就会实例化出该对象存放在内存中 ,不需要在使用的时候再去创建 ,因此不会有多个Singleton对象实例存在,当类被卸载时 ,该对象也会随之消亡;
public class HungrySingleton { /** * 模拟饿汉式创建单例对象 * */ private final static HungrySingleton hungrySingleton=new HungrySingleton(); public static HungrySingleton getInstance(){ return hungrySingleton; } }懒汉式
类加载不会导致该单实例对象被创建 ,而是首次使用该对象的时候才会创建;
代码实现
我们直接来看最终的代码,我们不仅要在使用的时候进行单例对象的实例化 ,还需要防止在并发的情况下重复创建;
因此我们最终使用的方案是双重判空+锁的方式来处理 ,这样处理的好处就在于:如果在并发的情况下,首先回去进行非空判断 ,不至于让所有线程一上来就直接竞争锁资源 ,提高了性能 ,其次又为了防止在加到锁之后其他线程已经完成了实例化 ,因此再进行判断 ,这样的话更加安全和保险;
/** * 模拟懒汉式创建单例对象 * */ private static volatile Singleton singleton; //防止指令重排 public static Singleton getInstance() { if (singleton==null){ synchronized (Singleton.class){ //加锁防止并发的情况下重复实例化对象 if (singleton!=null){ //双重判空 return singleton; }else { singleton=new Singleton(); } } } return singleton; }对单例对象加上volatile关键字是为了防止指令重排序 ,因为JVM在保证最终结果正确的情况下 ,可以不按照程序编码的顺序执行语句 ,尽可能提高程序的性能 ,但是这样的话就有可能报空指针异常,因此我们使用volatile修饰 ,可以保证其指令执行的顺序与程序指明的顺序一致 ,不会发生顺序变化,其次使用volatile关键字修饰的变量可以保证其内存可见性 ,即每一时刻读取到该变量的值都是内存中最新的那个纸 ,线程每次操作该变量都需要读取该变量;
如下图,如果线程A发生了指令重排 ,没有在第二步的时候进行对象的初始化 ,而这个时候线程B刚好在这个时间差去使用该对象就会报NPE异常;
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