你写的单例真的对吗

单例模式是设计模式中最容易理解、最容易上手的设计模式,同时也是最容易出错的设计模式。它的实现写法有多种,但是并不都是正确的写法。

1饿汉模式

饿汉,即迫切的、立马的,所以饿汉模式又称作立即加载,下面代码实现是它最普遍的写法。

public class SingletonObject {    
    private static final SingletonObject singletonObject = new SingletonObject();    
    private SingletonObject() {

    }    
    public static SingletonObject getInstance() {        
        return singletonObject;
    }
}

这种写法实现的单例对象会在类加载时创建,线程安全的。它的缺点很明显了,不能依赖参数或配置文件创建对象。

2懒汉模式

懒汉,即慵懒的、不着急的,所以懒汉模式又称作延迟加载,下面代码即是它的实现。

public class SingletonObject {    
    private static SingletonObject singletonObject;    
    private SingletonObject() {

   }    
    public static SingletonObject getInstance() {        
        if (singletonObject == null) {
         singletonObject = new SingletonObject();
      }        
        return singletonObject;
    }
}

它可以根据参数或配置创建对象,这种写法很常见,但却是一种错误的写法,因为getInstance方法没有做同步控制,在多线程并发的情况下会出现线程不安全的情况,即创建多个实例对象。

3懒汉模式的同步版

为了解决懒汉模式的非线程安全问题,实现了下面的这种写法。

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

这种实现方式虽然解决了非线程安全问题,是线程安全的,但是效率较低,因为在多线程并发时,getInstance方法需要同步,同一时间只有一个线程可以访问执行,排队执行。

4懒汉模式的双检查版

为了解决上面出现的效率低的问题,对代码进行了修改。

public class SingletonObject {
    private static SingletonObject singletonObject;
    private SingletonObject() {
    }
    public static SingletonObject getInstance() {
        if (singletonObject == null) {
            synchronized (SingletonObject.class) {
                if (singletonObject == null) {
                    singletonObject = new SingletonObject();
                }
            }
        }
        return singletonObject;
    }
}

双检查,即进行了两次singletonObject == null的判断,相对于上面的写法,效率上提升了一些。但是,它也是有问题的。问题的原因在于singletonObject = new SingletonObject(),这个不是原子操作,它的执行分以下先后三步: 一.给新创建的对象分配内存; 二.调用构造方法初始化成员变量; 三.将singletonObject指向新对象的内存空间。 上面的三步,执行到第三步时,singletonObject已经不是null了。然而JVM即时编译器存在指令重排序的优化,所以上面三步的执行顺序可能是一二三,也可能是一三二,当按后者顺序执行到三时,另一个线程执行到了if里面的非null判断,此时singletonObject已经不为null了,然而成员变量的值没有初始化,另一个线程直接拿着这个没有初始化完全的对象进行操作时,定会出错。

5懒汉模式双检查版的加强版

为了解决上面未初始化完全的问题,使用volatile修改代码。

public class SingletonObject {
    private volatile static SingletonObject singletonObject;
    private SingletonObject() {
    }
    public static SingletonObject getInstance() {
        if (singletonObject == null) {
            synchronized (SingletonObject.class) {
                if (singletonObject == null) {
                    singletonObject = new SingletonObject();
                }
            }
        }
        return singletonObject;
    }
}

你可能认为使用volatile是为了实现多线程间的可见性,这里不是这个目的。这里的volatile是为了禁止指令的重排序,能保证happens-before relationship,所有的写都将先行发生于读。需要注意的是,在JDK 5之前的版本中使用volatile并不能完全阻止指令的重排序,原因是Java内存模型存在缺陷导致的。

6静态内部类实现

静态内部类的方式是推荐的一种实现写法。

public class SingletonObject{
    private SingletonObject() {
    }
    private static class SingletonObjectHolder {
        private static SingletonObject singletonObject = new SingletonObject();
    }
    public static SingletonObject getInstance() {
        return SingletonObjectHolder.singletonObject;
    }
}

因为JVM本身的机制保证了这种写法是线程安全的,延迟加载,没有性能方面的缺陷。

7静态代码块实现

public class SingletonObject implements Serializable {
    private static SingletonObject singletonObject;
    private SingletonObject() {
    }
    static {
        singletonObject = new SingletonObject();
    }
    public static SingletonObject getInstance() {
        return singletonObject;
    }
}

因为静态的代码块只能被执行一次,所以,这种写法是线程安全的。

8枚举实现

使用枚举实现单例,这种方式也是线程安全的,但是使用的比较少,读者可自行实现。

总结

以上这几种写法,可根据具体的需求来选择,需要注意的是线程安全问题和效率问题。

本文分享自微信公众号 - JavaQ(Java-Q)

原文出处及转载信息见文内详细说明,如有侵权,请联系 yunjia_community@tencent.com 删除。

原始发表时间:2016-08-24

本文参与腾讯云自媒体分享计划,欢迎正在阅读的你也加入,一起分享。

发表于

我来说两句

0 条评论
登录 后参与评论

相关文章

来自专栏Golang语言社区

map按key和按value排序

看一个题: 查找和排序 题目:输入任意(用户,成绩)序列,可以获得成绩从高到低或从低到高的排列,相同成绩 都按先录入排列在前的规则处理。 例示: jack 70...

52930
来自专栏新智元

FPGA 超越 GPU,问鼎下一代深度学习主引擎

【新智元导读】英特尔加速器架构实验室的Eriko Nurvitadhi 博士以最新的 GPU 为参照,对两代 Intel FPGA 上新兴的DNN算法进行了评估...

38150
来自专栏新智元

Adobe 写实深度摄影风格迁移,局部仿射解决画面扭曲

【新智元导读】康奈尔大学和 Adobe 团队的这项图像风格迁移研究,解决了神经网络风格迁移中由于参考图像风格夸张而产生的的输出图像“扭曲”的问题,在各种场景下得...

34450
来自专栏新智元

【独家】朱凯华:智能搜索和对话式OS最新技术全面解读(65PPT)

【新智元导读】百度度秘事业部首席技术官朱凯华日前在上海计算机学会做了题为《AI赋能的搜索和对话交互》的报告,主要介绍了现在的百度搜索及度秘“DuerOS”系统。...

76960
来自专栏量子位

想让AI读懂时尚?看看亚马逊新发的这两篇论文

安妮 编译整理 量子位 出品 | 公众号 QbitAI 亚马逊想让AI读懂时尚。 继在Echo Look中加入穿搭指导功能引发大量吐槽后,目前,亚马逊又发表了两...

38840
来自专栏新智元

DeepMind 新算法NEC:让 AI 在学习速度上超越人类

【新智元导读】 DeepMind 研究团队的新论文Neural Episodic Control提出了一种称为NEC的新算法,使得“更广泛环境下的学习速度大幅度...

35650
来自专栏新智元

投资专家要小心,机器学习正在入侵VC

【新智元导读】机器学习对于投资管理将变得越来越重要,大多数公司将在 5 年内利用机器学习工具或数据,越来越多的战略创新过程将被自动化。本文还提出了解决过拟合问题...

36040
来自专栏新智元

谷歌投资“算法商店”创始人:打造AI操作系统(PPT)

【新智元导读】作为拿到谷歌 AI 初创公司风险基金首笔投资的项目(1050万美元),“算法商店”Algorithmia 的创始人兼 CEO 日前做了题为《为 A...

38360
来自专栏新智元

【干货】深度学习必备:随机梯度下降(SGD)优化算法及可视化

【新智元导读】梯度下降算法是机器学习中使用非常广泛的优化算法,也是众多机器学习算法中最常用的优化方法。几乎当前每一个先进的(state-of-the-art)机...

87780
来自专栏量子位

大咖来信 | 姚期智:算法将推动下一波AI浪潮,现有革新将达极限

李根 发自 FIT楼 量子位 报道 | 公众号 QbitAI 编者按:昨天,量子位在清华对话了清华大学交叉信息研究院院长、中国科学院院士、美国科学院外籍院士姚期...

31360

扫码关注云+社区

领取腾讯云代金券

年度创作总结 领取年终奖励