【JavaEE】多线程进阶（一）饿汉模式和懒汉模式

多线程进阶（一）

本篇主要引入多线程进阶的单例模式，为后面的大冰山做铺垫

代码案例介绍

单例模式

非常经典的设计模式

啥是设计模式

设计模式好比象棋中的 “棋谱”. 红方当头炮, 黑方马来跳. 针对红方的一些走法, 黑方应招的时候有一些固定的套路. 按照套路来走局势就不会吃亏.

软件开发中也有很多常见的 “问题场景”. 针对这些问题场景, 大佬们总结出了一些固定的套路. 按照这个套路来实现代码, 也不会吃亏.

单例 -> 单个实例（对象）

在有些场景下，希望有的类，只能有一个对象，不能有多个！在这样的场景下就可以使用单例模式了。

_{举个有意思的例子就是，你只能娶一个老婆，不过你可以生很多娃，娃就不一定是单例的}

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在代码中，有很多用于管理数据的对象，就应该是”单例“的，例如mysql JDBC DataSource（描述mysql服务器的位置）

那么这里有个问题：

单例这个事情，还需要设计模式吗？

当我们写代码的时候，只给这个类new一次对象，不去new多次不就行了？

实际上，设计模式是非常必要的，这其实上是属于设计模式，这完全就是取决于程序员的编程素养。

不过俗话说，宁可相信世界上有鬼，也不能相信人的这张破嘴！人是非常不靠谱的。

这样的思想方法在很多地方都会涉及到：

1. final
2. intreface
3. @Override
4. throws

于是此时就需要让编译器帮我们做监督，确保这个对象不会出现多个new(出现多个的时候就直接编译报错)

饿汉模式

类加载的同时, 创建实例.

// 饿汉模式
class Singleton{
    private static Singleton instance = new Singleton();
    //通过这个方法来获取到刚才的实例
    //后续如果想使用这个类的实例，都通过 getInstance 方法来获取
    public static Singleton getInstance(){
        return instance;
    }
    //把构造方法设置为私有，此时类外面的其他代码，就无法 new 出这个类的对象
    private Singleton(){}
}

public class Demo21 {
    public static void main(String[] args) {
        //此外又有一个实例，这就不是单例了
        //Singleton s1 = new Singleton();
        Singleton s1 = Singleton.getInstance();
        Singleton s2 = Singleton.getInstance();
        System.out.println(s1 == s2);
        //true
    }
}

懒汉模式

相比于饿汉模式，他就比较从容，在第一次使用的时候，再去创建实例

//懒汉模式

class SingletonLazy{
    private static volatile SingletonLazy instance = null;
    public static SingletonLazy getInstance(){
        if (instance == null) {
                if (instance == null) {
                    instance = new SingletonLazy();
                }
            }
        return instance;
    }
    private SingletonLazy(){}
}

public class Demo22 {
    public static void main(String[] args) {
        //此外又有一个实例，这就不是单例了
        //Singleton s1 = new Singleton();
        SingletonLazy s1 = SingletonLazy.getInstance();
        SingletonLazy s2 = SingletonLazy.getInstance();
        System.out.println(s1 == s2);
        //true
    }
}

我们举个例子：

文本编辑器

记事本

需要打开一个非常大的文件

1. 先把所有的内容都加载到内存中，然后再显示内容（加载过程会很慢）
2. 只加载一小部分数据到内存，立即显示内容，随着用户翻页，再动态加载其他内容（懒汉模式）

---

那么这里我们抛出一个问题：

以上两种模式的写法，是否是线程安全的？（如果有多个线程，同时调用getInstance，是否会出问题？）

如果多个线程，同时修改同一个变量，此时就可能出现线程安全问题

如果多个线程，同时读取同一个变量，这个时候就没什么事情，不会有安全问题

那么我们看看饿汉模式的代码：

public static Singleton getInstance(){
        return instance;
    }

饿汉模式下的getInstance只是进行读取，不是修改，那么他也就没有线程安全的问题了~

那我们看看懒汉模式的代码：

if(instance == null){
   instance = new SingletonLazy();
}
return instance;

它既会读取，又会修改，就可能存在问题~

那么我们怎么保证懒汉模式是线程安全的呢？

类似于下面这种改法吗？

public static SingletonLazy getInstance(){
        if (instance == null) {
            synchronized (SingletonLazy.class) {
                if (instance == null) {
                    instance = new SingletonLazy();
                }
            }
        }
        return instance;
    }

当然不是，我们要明确一个事情，就是：锁，不是加了就安全

加的位置对不对，才是关键

1. 锁的{}的范围，是合理的，能够把需要作为整体的每个部分都囊括进去
2. 锁的对象，也得是能够起到合理的锁竞争的效果

这样才是真正的加锁

所以修改如下：

public static SingletonLazy getInstance(){
        synchronized (SingletonLazy.class) {
            if (instance == null) {
                if (instance == null) {
                    instance = new SingletonLazy();
                }
            }
        }
        return instance;
    }

把if和new合并成一个整体，此时的线程安全就迎刃而解了

不过一旦这么写的话，后续每次调用getInstance，都需要先加锁了

不过这种操作属实是画蛇添足了，加锁是一个开销很大的操作，加锁就可能会涉及到锁冲突 一冲突就会引起阻塞等待。

还有就是：一旦某个代码涉及到 加锁，那么基本上就可以宣告这个代码和“高性能”无缘了~

但是实际上，懒汉模式，线程安全的问题，只是出现在最开始的时候（对象还没开始new呢）

一旦对象new出来了，后续多线程调用getInstance，就只有读操作，就不会线程不安全了~

那么这里抛出一个问题：

是否有什么办法可以让代码线程安全，又不会对执行效率产生太多影响呢？

欲知后事如何，敬请期待下一篇博客~

_{主要是我临时有事，等明天写完再更}