[2022.5.12]设计模式-单例

1、singleton 单例模式

保证一个对象只能有一个实例

单例的几种实现方式

1. 给成员变量赋值时就创建对象

/**
* 饿汉式
* 类加载到内存后，就实例化一个单例，JVM保证线程安全
* 简单实用，推荐使用！
* 唯一缺点：不管用到与否，类装载时就完成实例化
*/
public class Mgr01 {
   private static final Mgr01 INSTANCE = new Mgr01();
   public static Mgr01 getInstance() {
       return INSTANCE;
   }
}

2. 利用初始化代码块创建对象

public class Mgr02 {
    private static final Mgr02 INSTANCE;
    static {
        INSTANCE = new Mgr02();
    }
    public static Mgr02 getInstance() {
        return INSTANCE;
    }
}

3. 懒汉式，调用时创建对象。会有线程安全问题

/**
 * lazy loading
 * 也称懒汉式
 * 虽然达到了按需初始化的目的，但却带来线程不安全的问题
 */
public class Mgr03 {
    private static Mgr03 INSTANCE;
    private Mgr03() {
    }
    public static Mgr03 getInstance() {
        //可能多个线程同时到达此处会有线程安全问题
		if (INSTANCE == null) {
            INSTANCE = new Mgr03();
        }
        return INSTANCE;
    }
}

4. 懒汉式，为了解决3的问题对getInstance方法进行加锁。效率低下

public class Mgr04 {
    private static Mgr04 INSTANCE;
    public static synchronized Mgr04 getInstance() {
        if (INSTANCE == null) {
            INSTANCE = new Mgr04();
        }
        return INSTANCE;
    }
}

5. 对代码块进行加锁。这个一个失败的案例，任然无法解决线程安全问题

public class Mgr05 {
    private static Mgr05 INSTANCE;
    public static Mgr05 getInstance() {
    	//判断为空未加锁任然有可能多个线程同时进入
        if (INSTANCE == null) {
            //妄图通过减小同步代码块的方式提高效率，然后不可行
            synchronized (Mgr05.class) {
                INSTANCE = new Mgr05();
            }
        }
        return INSTANCE;
    }
}

6. 双重检查保证线程安全(懒汉式较完美的写法)

public class Mgr06 {
	/**
	 *添加 volatile 的原因？
	 *由于操作的指令重排序问题。在创建对象时可能未完成对象的初始化
	 *就把引用指向了INSTANCE。导致其他线程拿到了一个半成品对象。
	 *为了避免这种问题所以要加volatile
	 *
	 */
    private static volatile Mgr06 INSTANCE; 
    public static Mgr06 getInstance() {
		//第一步判断不加锁，效率更高
        if (INSTANCE == null) {
            //双重检查
            synchronized (Mgr06.class) {
				//拿到锁标记再次判断。此时线程安全
                if(INSTANCE == null) {
                    INSTANCE = new Mgr06();
                }
            }
        }
        return INSTANCE;
    }
}

7. 利用类加载的特性保证线程安全(一个类只会加载一次)

/**
 * 静态内部类方式
 * JVM保证单例
 * 加载外部类时不会加载内部类，这样可以实现懒加载
 */
public class Mgr07 {
    private static class Mgr07Holder {
        private final static Mgr07 INSTANCE = new Mgr07();
    }
    public static Mgr07 getInstance() {
        return Mgr07Holder.INSTANCE;
    }
}

8. 利用枚举类实现。(枚举类没有构造方法。能够避免反序列化)

public enum Mgr08 {
    INSTANCE;
    public void m() {}
    public static void main(String[] args) {
        for(int i=0; i<100; i++) {
            new Thread(()->{
                System.out.println(Mgr08.INSTANCE.hashCode());
            }).start();
        }
    }
}