架构师内功修为-单例设计模式

单例模式
单例模式的应用场景
单例模式(Singleton Pattern)是指确保一个类在任何情况下都绝对只有一个实例,并提供一个全局访问点。单例模式是创建型模式。单例模式在现实生活中应用也非常广泛。例如, 国家主席、公司CEO 、部门经理等。在J2EE 标准中, ServletContext ,ServletContextConfig 等;在Spring 框架应用中ApplicationContext;数据库的连接池也都是单例形式。

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饿汉式单例
先来看单例模式的类结构图:

饿汉式单例是在类加载的时候就立即初始化,并且创建单例对象。绝对线程安全,在线程还没出现以前就是实例化了,不可能存在访问安全问题。
优点:没有加任何的锁、执行效率比较高,在用户体验上来说,比懒汉式更好。
缺点:类加载的时候就初始化,不管用与不用都占着空间,浪费了内存,有可能占着茅坑不拉屎。Spring 中IOC 容器ApplicationContext 本身就是典型的饿汉式单例。接下来看一段代码:

public class HungrySingleton {
//先静态、后动态
//先属性、后方法
//先上后下
	private static final HungrySingleton hungrySingleton = new HungrySingleton();
	private HungrySingleton(){}
	public static HungrySingleton getInstance(){
		return hungrySingleton;
	}
}

还有另外一种写法,利用静态代码块的机制:
//饿汉式静态块单例

public class HungryStaticSingleton {
	private static final HungryStaticSingleton hungrySingleton;
	static {
		hungrySingleton = new HungryStaticSingleton();
	}
	private HungryStaticSingleton(){}
	public static HungryStaticSingleton getInstance(){
		return hungrySingleton;
	}
}

这两种写法都非常的简单,也非常好理解,饿汉式适用在单例对象较少的情况。下面我们来看性能更优的写法。
懒汉式单例
懒汉式单例的特点是:被外部类调用的时候内部类才会加载,下面看懒汉式单例的简单
实现LazySimpleSingleton:
//懒汉式单例
//在外部需要使用的时候才进行实例化

public class LazySimpleSingleton {
private LazySimpleSingleton(){}
//静态块,公共内存区域
private static LazySimpleSingleton lazy = null;
public static LazySimpleSingleton getInstance(){
	if(lazy == null){
		lazy = new LazySimpleSingleton();
	}
	return lazy;
}
}

然后写一个线程类ExectorThread 类:

public class ExectorThread implements Runnable{
	@Override
	public void run() {
		LazySimpleSingleton singleton = LazySimpleSingleton.getInstance();
		System.out.println(Thread.currentThread().getName() + ":" + singleton);
	}
}

客户端测试代码:

public class LazySimpleSingletonTest {
	public static void main(String[] args) {
		Thread t1 = new Thread(new ExectorThread());
		Thread t2 = new Thread(new ExectorThread());
		t1.start();
		t2.start();
		System.out.println("End");
	}
}

运行结果:
一定几率出现创建两个不同结果的情况,意味着上面的单例存在线程安全隐患。现在我们用调试运行再具体看一下,教给大家一个新技能,用线程模式调试,手动控制线程的执行顺序来跟踪内存的变化状态。先给ExectorThread 类打上断点:右键点击断点,切换为Thread 模式,如下图:然后,给LazySimpleSingleton 类打上断点,同样标记为Thread 模式:切回到客户端测试代码,同样也打上断点,同时改为Thread 模式,如下图:开始debug 之后,会看到debug 控制台可以自由切换Thread 的运行状态:通过不断切换线程,并观测其内存状态,我们发现在线程环境下LazySimpleSingleton被实例化了两次。有时,我们得到的运行结果可能是相同的两个对象,实际上是被后面执行的线程覆盖了,我们看到了一个假象,线程安全隐患依旧存在。那么,我们如何来优化代码,使得懒汉式单例在线程环境下安全呢?来看下面的代码,给getInstance()加上synchronized 关键字,是这个方法变成线程同步方法:

public class LazySimpleSingleton {
	private LazySimpleSingleton(){}
	//静态块,公共内存区域
	private static LazySimpleSingleton lazy = null;
	public synchronized static LazySimpleSingleton getInstance(){
	if(lazy == null){
		lazy = new LazySimpleSingleton();
	}
	return lazy;
	}
}

这时候,我们再来调试。当我们将其中一个线程执行并调用getInstance()方法时,另一个线程在调用getInstance()方法,线程的状态由RUNNING 变成了MONITOR,出现阻塞。直到第一个线程执行完,第二个线程才恢复RUNNING 状态继续调用getInstance()
方法。如下图所示:完美的展现了synchronized 监视锁的运行状态,线程安全的问题便解决了。但是,用synchronized 加锁,在线程数量比较多情况下,如果CPU 分配压力上升,会导致大批
量线程出现阻塞,从而导致程序运行性能大幅下降。那么,有没有一种更好的方式,既兼顾线程安全又提升程序性能呢?答案是肯定的。我们来看双重检查锁的单例模式:

public class LazyDoubleCheckSingleton {
	private volatile static LazyDoubleCheckSingleton lazy = null;
	private LazyDoubleCheckSingleton(){}
	public static LazyDoubleCheckSingleton getInstance(){
			if(lazy == null){
			synchronized (LazyDoubleCheckSingleton.class){
				if(lazy == null){
					lazy = new LazyDoubleCheckSingleton();
				//1.分配内存给这个对象
				//2.初始化对象
				//3.设置lazy 指向刚分配的内存地址
				}
			}
		}
		return lazy;
	}
}

现在,我们来断点调试:
当第一个线程调用getInstance()方法时,第二个线程也可以调用getInstance()。当第一个线程执行到synchronized 时会上锁,第二个线程就会变成MONITOR 状态,出现阻塞。此时,阻塞并不是基于整个LazySimpleSingleton 类的阻塞,而是在getInstance()方法内部阻塞,只要逻辑不是太复杂,对于调用者而言感知不到。但是,用到synchronized 关键字,总归是要上锁,对程序性能还是存在一定影响的。难道就真的没有更好的方案吗?当然是有的。我们可以从类初始化角度来考虑,看下面的代码,采用静态内部类的方式:

//这种形式兼顾饿汉式的内存浪费,也兼顾synchronized 性能问题
//完美地屏蔽了这两个缺点
public class LazyInnerClassSingleton {
	//默认使用LazyInnerClassGeneral 的时候,会先初始化内部类
	//如果没使用的话,内部类是不加载的
	private LazyInnerClassSingleton(){}
	//每一个关键字都不是多余的
	//static 是为了使单例的空间共享
	//保证这个方法不会被重写,重载
	public static final LazyInnerClassSingleton getInstance(){
	//在返回结果以前,一定会先加载内部类
		return LazyHolder.LAZY;
	}
	//默认不加载
	
	
	private static class LazyHolder{
		private static final LazyInnerClassSingleton LAZY = new LazyInnerClassSingleton();
	}
}

这种形式兼顾饿汉式的内存浪费,也兼顾synchronized 性能问题。内部类一定是要在方法调用之前初始化,巧妙地避免了线程安全问题。由于这种方式比较简单,我们就不带大家一步一步调试了。反射破坏单例大家有没有发现,上面介绍的单例模式的构造方法除了加上private 以外,没有做任何处理。如果我们使用反射来调用其构造方法,然后,再调用getInstance()方法,应该就会两个不同的实例。现在来看一段测试代码,以LazyInnerClassSingleton 为例:

public class LazyInnerClassSingletonTest {
	public static void main(String[] args) {
	try{
		//很无聊的情况下,进行破坏
		Class<?> clazz = LazyInnerClassSingleton.class;
		//通过反射拿到私有的构造方法
		Constructor c = clazz.getDeclaredConstructor(null);
		//强制访问,强吻,不愿意也要吻
		c.setAccessible(true);
		//暴力初始化
		Object o1 = c.newInstance();
		//调用了两次构造方法,相当于new 了两次
		//犯了原则性问题,
		
		Object o2 = c.newInstance();
			System.out.println(o1 == o2);
			// Object o2 = c.newInstance();
		}catch (Exception e){
			e.printStackTrace();
		}
	}
}

运行结果如下:
显然,是创建了两个不同的实例。现在,我们在其构造方法中做一些限制,一旦出现多次重复创建,则直接抛出异常。来看优化后的代码:
//史上最牛B 的单例模式的实现方式

public class LazyInnerClassSingleton {
	//默认使用LazyInnerClassGeneral 的时候,会先初始化内部类
	//如果没使用的话,内部类是不加载的
	private LazyInnerClassSingleton(){
	if(LazyHolder.LAZY != null){
		throw new RuntimeException("不允许创建多个实例");
	}
}

//每一个关键字都不是多余的
//static 是为了使单例的空间共享
//保证这个方法不会被重写,重载

public static final LazyInnerClassSingleton 	getInstance(){
//在返回结果以前,一定会先加载内部类
	return LazyHolder.LAZY;
}
//默认不加载
private static class LazyHolder{
	private static final LazyInnerClassSingleton LAZY = new LazyInnerClassSingleton();
}

}

再运行测试代码,会得到以下结果:
至此,史上最牛B 的单例写法便大功告成。序列化破坏单例当我们将一个单例对象创建好,有时候需要将对象序列化然后写入到磁盘,下次使用时再从磁盘中读取到对象,反序列化转化为内存对象。反序列化后的对象会重新分配内存,即重新创建。那如果序列化的目标的对象为单例对象,就违背了单例模式的初衷,相当于破坏了单例,来看一段代码:
//反序列化时导致单例破坏
public class SeriableSingleton implements Serializable {
//序列化就是说把内存中的状态通过转换成字节码的形式
//从而转换一个IO 流,写入到其他地方(可以是磁盘、网络IO)
//内存中状态给永久保存下来了
//反序列化
//讲已经持久化的字节码内容,转换为IO 流
//通过IO 流的读取,进而将读取的内容转换为Java 对象
//在转换过程中会重新创建对象new

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

编写测试代码:

package com.gupaoedu.vip.pattern.singleton.test;
import com.gupaoedu.vip.pattern.singleton.seriable.SeriableSingleton;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.ObjectInputStream;
import java.io.ObjectOutputStream;
/**
* Created by Tom.
*/


public class SeriableSingletonTest {
	public static void main(String[] args) {
		SeriableSingleton s1 = null;
		SeriableSingleton s2 = SeriableSingleton.getInstance();
		FileOutputStream fos = null;
		try {
			fos = new FileOutputStream("SeriableSingleton.obj");
			ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(fos);
			oos.writeObject(s2);
			oos.flush();
			oos.close();
			FileInputStream fis = new FileInputStream("SeriableSingleton.obj");
			ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(fis);
			s1 = (SeriableSingleton)ois.readObject();
			ois.close();
			System.out.println(s1);
			System.out.println(s2);
			System.out.println(s1 == s2);
		} catch (Exception e) {
			e.printStackTrace();
		}
	}
}

运行结果:
从运行结果中,可以看出,反序列化后的对象和手动创建的对象是不一致的,实例化了两次,违背了单例的设计初衷。那么,我们如何保证序列化的情况下也能够实现单例?其实很简单,只需要增加readResolve()方法即可。来看优化代码:

package com.gupaoedu.vip.pattern.singleton.seriable;
import java.io.Serializable;
public class SeriableSingleton implements Serializable {
	public final static SeriableSingleton INSTANCE = new SeriableSingleton();
	private SeriableSingleton(){}
	public static SeriableSingleton getInstance(){
		return INSTANCE;
	}
	private Object readResolve(){
		return INSTANCE;
	}
}

再看运行结果:
大家一定会关心这是什么原因呢?为什么要这样写?看上去很神奇的样子,也让人有些费解。不如, 我们一起来看看JDK 的源码实现以一清二楚了。我们进入
ObjectInputStream 类的readObject()方法,代码如下:

public final Object readObject()
throws IOException, ClassNotFoundException
{
	if (enableOverride) {
		return readObjectOverride();
	}
	// if nested read, passHandle contains handle of enclosing object
	int outerHandle = passHandle;
	try {
		Object obj = readObject0(false);
		handles.markDependency(outerHandle, passHandle);
		ClassNotFoundException ex = handles.lookupException(passHandle);
		if (ex != null) {
			throw ex;
		}
		if (depth == 0) {
			vlist.doCallbacks();
		}
		return obj;
	} finally {
		passHandle = outerHandle;
		if (closed && depth == 0) {
			clear();
		}
	}
}

我们发现在readObject 中又调用了我们重写的readObject0()方法。进入readObject0()
方法,代码如下:

private Object readObject0(boolean unshared) throws IOException {
...
	case TC_OBJECT:
	return checkResolve(readOrdinaryObject(unshared));
...
}

我们看到TC_OBJECTD 中判断,调用了ObjectInputStream 的readOrdinaryObject()方法,我们继续进入看源码:

private Object readOrdinaryObject(boolean unshared)
throws IOException
{
	if (bin.readByte() != TC_OBJECT) {
		throw new InternalError();
	}
	ObjectStreamClass desc = readClassDesc(false);
	desc.checkDeserialize();
	Class<?> cl = desc.forClass();
	if (cl == String.class || cl == Class.class
	|| cl == ObjectStreamClass.class) {
		throw new InvalidClassException("invalid class descriptor");
	}
	Object obj;
	try {
		obj = desc.isInstantiable() ? desc.newInstance() : null;
	} catch (Exception ex) {
		throw (IOException) new InvalidClassException(
		desc.forClass().getName(),
		"unable to create instance").initCause(ex);
	}
	...
	return obj;
}

发现调用了ObjectStreamClass 的isInstantiable()方法,而isInstantiable()里面的代码如下:

boolean isInstantiable() {
	requireInitialized();
	return (cons != null);
}

代码非常简单,就是判断一下构造方法是否为空,构造方法不为空就返回true。意味着,只要有无参构造方法就会实例化。
这时候,其实还没有找到为什么加上readResolve()方法就避免了单例被破坏的真正原因。我再回到ObjectInputStream 的readOrdinaryObject()方法继续往下看:

private Object readOrdinaryObject(boolean unshared) throws IOException{
	if (bin.readByte() != TC_OBJECT) {
		throw new InternalError();
	}
	ObjectStreamClass desc = readClassDesc(false);
	desc.checkDeserialize();
	Class<?> cl = desc.forClass();
	if (cl == String.class || cl == Class.class
	|| cl == ObjectStreamClass.class) {
		throw new InvalidClassException("invalid class descriptor");
	}
	Object obj;
	try {
		obj = desc.isInstantiable() ? desc.newInstance() : null;
	} catch (Exception ex) {
		throw (IOException) new InvalidClassException(
		desc.forClass().getName(),
		"unable to create instance").initCause(ex);
	}
	...
	if (obj != null &&
		handles.lookupException(passHandle) == null && desc.hasReadResolveMethod()){
		Object rep = desc.invokeReadResolve(obj);
		if (unshared && rep.getClass().isArray()) {
			rep = cloneArray(rep);
		}
		if (rep != obj) {
			// Filter the replacement object
			if (rep != null) {
				if (rep.getClass().isArray()) {
					filterCheck(rep.getClass(), Array.getLength(rep));
				} else {
					filterCheck(rep.getClass(), -1);
				}
			}
				handles.setObject(passHandle, obj = rep);
		}
	}
	return obj;
}

判断无参构造方法是否存在之后,又调用了hasReadResolveMethod()方法,来看代码:

boolean hasReadResolveMethod() {
	requireInitialized();
	return (readResolveMethod != null);
}

逻辑非常简单,就是判断readResolveMethod 是否为空,不为空就返回true。那么readResolveMethod 是在哪里赋值的呢?通过全局查找找到了赋值代码在私有方法ObjectStreamClass()方法中给readResolveMethod 进行赋值,来看代码:

readResolveMethod = getInheritableMethod(
cl, “readResolve”, null, Object.class);
上面的逻辑其实就是通过反射找到一个无参的readResolve()方法,并且保存下来。现在
再回到ObjectInputStream 的readOrdinaryObject() 方法继续往下看, 如果
readResolve()存在则调用invokeReadResolve()方法,来看代码:

Object invokeReadResolve(Object obj)
throws IOException, UnsupportedOperationException
{
	requireInitialized();
	if (readResolveMethod != null) {
		try {
			return readResolveMethod.invoke(obj, (Object[]) null);
		} catch (InvocationTargetException ex) {
			Throwable th = ex.getTargetException();
			if (th instanceof ObjectStreamException) {
				throw (ObjectStreamException) th;
			} else {
				throwMiscException(th);
				throw new InternalError(th); // never reached
			}
		} catch (IllegalAccessException ex) {
		// should not occur, as access checks have been suppressed
			throw new InternalError(ex);
		}
	} else {
		throw new UnsupportedOperationException();
	}
}

我们可以看到在invokeReadResolve()方法中用反射调用了readResolveMethod 方法。通过JDK 源码分析我们可以看出,虽然,增加readResolve()方法返回实例,解决了单例被破坏的问题。但是,我们通过分析源码以及调试,我们可以看到实际上实例化了两次,只不过新创建的对象没有被返回而已。那如果,创建对象的动作发生频率增大,就意味着内存分配开销也就随之增大,难道真的就没办法从根本上解决问题吗?下面我们来注册式单例也许能帮助到你。
注册式单例
注册式单例又称为登记式单例,就是将每一个实例都登记到某一个地方,使用唯一的标识获取实例。注册式单例有两种写法:一种为容器缓存,一种为枚举登记。先来看枚举式单例的写法,来看代码,创建EnumSingleton 类:

public enum EnumSingleton {
	INSTANCE;
	private Object data;
	public Object getData() {
		return data;
	}
	public void setData(Object data) {
		this.data = data;
	}
	public static EnumSingleton getInstance(){
		return INSTANCE;
	}
}

来看测试代码:

public class EnumSingletonTest {
	public static void main(String[] args) {
		try {
			EnumSingleton instance1 = null;
			EnumSingleton instance2 = EnumSingleton.getInstance();
			instance2.setData(new Object());
			FileOutputStream fos = new FileOutputStream("EnumSingleton.obj");
			ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(fos);
			oos.writeObject(instance2);
			oos.flush();
			oos.close();
			FileInputStream fis = new FileInputStream("EnumSingleton.obj");
			ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(fis);
			instance1 = (EnumSingleton) ois.readObject();
			ois.close();
			System.out.println(instance1.getData());
			System.out.println(instance2.getData());
			System.out.println(instance1.getData() == instance2.getData());
		}catch (Exception e){
			e.printStackTrace();
		}
	}
}

运行结果:
没有做任何处理,我们发现运行结果和我们预期的一样。那么枚举式单例如此神奇,它的神秘之处在哪里体现呢?下面我们通过分析源码来揭开它的神秘面纱。下载一个非常好用的Java 反编译工具Jad(下载地址:https://varaneckas.com/jad/),解压后配置好环境变量(这里不做详细介绍),就可以使用命令行调用了。找到工程所在的class 目录,复制EnumSingleton.class 所在的路径,如下图:
然后切回到命令行,切换到工程所在的Class 目录,输入命令jad 后面输入复制好的路
径,我们会在Class 目录下会多一个EnumSingleton.jad 文件。打开EnumSingleton.jad
文件我们惊奇又巧妙地发现有如下代码:

static
{
	INSTANCE = new EnumSingleton("INSTANCE", 0);
	$VALUES = (new EnumSingleton[] {
	INSTANCE
	});
}

原来,枚举式单例在静态代码块中就给INSTANCE 进行了赋值,是饿汉式单例的实现。
至此,我们还可以试想,序列化我们能否破坏枚举式单例呢?我们不妨再来看一下JDK
源码,还是回到ObjectInputStream 的readObject0()方法:

private Object readObject0(boolean unshared) throws IOException {
...
case TC_ENUM:
return checkResolve(readEnum(unshared));
...
}

我们看到在readObject0()中调用了readEnum()方法,来看readEnum()中代码实现:

private Enum<?> readEnum(boolean unshared) throws IOException {
if (bin.readByte() != TC_ENUM) {
throw new InternalError();
}
ObjectStreamClass desc = readClassDesc(false);
if (!desc.isEnum()) {
throw new InvalidClassException("non-enum class: " + desc);
}
int enumHandle = handles.assign(unshared ? unsharedMarker : null);
ClassNotFoundException resolveEx = desc.getResolveException();
if (resolveEx != null) {
handles.markException(enumHandle, resolveEx);
}
String name = readString(false);
Enum<?> result = null;
Class<?> cl = desc.forClass();
if (cl != null) {
try {
@SuppressWarnings("unchecked")
Enum<?> en = Enum.valueOf((Class)cl, name);
result = en;
} catch (IllegalArgumentException ex) {
throw (IOException) new InvalidObjectException(
"enum constant " + name + " does not exist in " +
cl).initCause(ex);
}
if (!unshared) {
handles.setObject(enumHandle, result);
}
}
handles.finish(enumHandle);
passHandle = enumHandle;
return result;
}

我们发现枚举类型其实通过类名和Class 对象类找到一个唯一的枚举对象。因此,枚举对
象不可能被类加载器加载多次。那么反射是否能破坏枚举式单例呢?来看一段测试代码:

public static void main(String[] args) {
	try {
		Class clazz = EnumSingleton.class;
		Constructor c = clazz.getDeclaredConstructor();
		c.newInstance();
	}catch (Exception e){
		e.printStackTrace();
	}
}

运行结果:
报的是java.lang.NoSuchMethodException 异常,意思是没找到无参的构造方法。这
时候,我们打开java.lang.Enum 的源码代码,查看它的构造方法,只有一个protected
的构造方法,代码如下:

protected Enum(String name, int ordinal) {
	this.name = name;
	this.ordinal = ordinal;
}

那我们再来做一个这样的测试:

public static void main(String[] args) {
	try {
		Class clazz = EnumSingleton.class;
		Constructor c = clazz.getDeclaredConstructor(String.class,int.class);
		c.setAccessible(true);
		EnumSingleton enumSingleton = (EnumSingleton)c.newInstance("Tom",666);
	}catch (Exception e){
		e.printStackTrace();
	}
}

运行结果:
这时错误已经非常明显了,告诉我们Cannot reflectively create enum objects,不能
用反射来创建枚举类型。还是习惯性地想来看看JDK 源码,进入Constructor 的
newInstance()方法:

	public T newInstance(Object ... initargs)
	throws InstantiationException, IllegalAccessException,
	IllegalArgumentException, InvocationTargetException
	{
		if (!override) {
			if (!Reflection.quickCheckMemberAccess(clazz, modifiers)) {
				Class<?> caller = Reflection.getCallerClass();
				checkAccess(caller, clazz, null, modifiers);
			}
		}
		if ((clazz.getModifiers() & Modifier.ENUM) != 0)
		throw new IllegalArgumentException("Cannot reflectively create enum objects");
		ConstructorAccessor ca = constructorAccessor; // read volatile
		if (ca == null) {
			ca = acquireConstructorAccessor();
		}
		@SuppressWarnings("unchecked")
		T inst = (T) ca.newInstance(initargs);
		return inst;
	}

在newInstance()方法中做了强制性的判断,如果修饰符是Modifier.ENUM 枚举类型,直接抛出异常。到这为止,我们是不是已经非常清晰明了呢?枚举式单例也是《Effective Java》书中推荐的一种单例实现写法。在JDK 枚举的语法特殊性,以及反射也为枚举保驾护航,让枚举式单例成为一种比较优雅的实现。接下来看注册式单例还有另一种写法,容器缓存的写法,创建ContainerSingleton 类:

public class ContainerSingleton {
	private ContainerSingleton(){}
	private static Map<String,Object> ioc = new ConcurrentHashMap<String,Object>();
	public static Object getBean(String className){
		synchronized (ioc) {
			if (!ioc.containsKey(className)) {
				Object obj = null;
				try {
					obj = Class.forName(className).newInstance();
					ioc.put(className, obj);
				} catch (Exception e) {
					e.printStackTrace();
				}
				return obj;
			} else {
				return ioc.get(className);
			}
		}
	}
}

容器式写法适用于创建实例非常多的情况,便于管理。但是,是非线程安全的。到此,
注册式单例介绍完毕。我们还可以来看看Spring 中的容器式单例的实现代码:

public abstract class AbstractAutowireCapableBeanFactory extends AbstractBeanFactory
implements AutowireCapableBeanFactory {
/** Cache of unfinished FactoryBean instances: FactoryBean name --> BeanWrapper */
private final Map<String, BeanWrapper> factoryBeanInstanceCache = new ConcurrentHashMap<>(16);
...
}

ThreadLocal 线程单例
最后给大家赠送一个彩蛋,讲讲线程单例实现ThreadLocal。ThreadLocal 不能保证其
创建的对象是全局唯一,但是能保证在单个线程中是唯一的,天生的线程安全。下面我
们来看代码:

public class ThreadLocalSingleton {
	private static final ThreadLocal<ThreadLocalSingleton> threadLocalInstance =
	new ThreadLocal<ThreadLocalSingleton>(){
	@Override
	protected ThreadLocalSingleton initialValue() {
		return new ThreadLocalSingleton();
	}
	};
	private ThreadLocalSingleton(){}
	public static ThreadLocalSingleton getInstance(){
		return threadLocalInstance.get();
	}
}

写一下测试代码:

public static void main(String[] args) {
	System.out.println(ThreadLocalSingleton.getInstance());
	System.out.println(ThreadLocalSingleton.getInstance());
	System.out.println(ThreadLocalSingleton.getInstance());
	System.out.println(ThreadLocalSingleton.getInstance());
	System.out.println(ThreadLocalSingleton.getInstance());
	Thread t1 = new Thread(new ExectorThread());
	Thread t2 = new Thread(new ExectorThread());
	t1.start();
	t2.start();
	System.out.println("End");
}

运行结果:
我们发现,在主线程main 中无论调用多少次,获取到的实例都是同一个,都在两个子线程中分别获取到了不同的实例。那么ThreadLocal 是如果实现这样的效果的呢?我们知道上面的单例模式为了达到线程安全的目的,给方法上锁,以时间换空间。ThreadLocal
将所有的对象全部放在ThreadLocalMap 中,为每个线程都提供一个对象,实际上是以空间换时间来实现线程间隔离的。
单例模式小结
单例模式可以保证内存里只有一个实例,减少了内存开销;可以避免对资源的多重占用。单例模式看起来非常简单,实现起来其实也非常简单。但是在面试中却是一个高频面试题。

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