有一些对象其实我们只需要一个,比如线程池,缓存,对话框注册表的对象,日志对象等。事实上,这些类对象只能有一个实例,如果制造出多个实例,就会导致许多问题发生,例如程序的行为异常,资源使用过量或者是不一致的结果。
全局变量可以提供全局访问,但是不能确保只有一个实例。全局变量还有其他缺点。全局变量不能实现懒加载(也就是变量声明时就必须初始化对象),如果初始化这个对象是比较耗时的操作又可能一直不会用到它,那就是一种浪费。
下面看下经典的单例实现方式:
![](http://dl2.iteye.com/upload/attachment/0099/9324/2e851d59-843d-3c9f-926d-3b94ff02db17.bmp)
注意:这只是说明了单例实现的3个要素,在多线程环境下是有问题的,后面会说明并解决。
简单定义:
单例模式就是确保一个类只有一个实例,并提供一个[b]安全的全局访问点。[/b]
二、处理多线程
单例模式是一种比较容易理解,结构和使用都比较简单的设计模式,重点是实现。
上面的那段单例实现方式,在多线程中第3点有可能会创建出多个实例来,下面有几种解决办法。
1.最简单的方式就是在获取单例的方法声明上加一个 synchronized关键字:
Public static synchronized Singleton getInstance(){…}
这种方式简单但也有问题,实际上这个同步操作只是在第一次调用时需要,后面所有调用都用同步操作对性能就是一种 严重浪费。
2. 及时初始化。不采用延迟初始化,直接在第一步声明private static变量时就创建对象。延迟初始化和及时初始化的区别上面已经简单对比过了。
3. 采用双检锁。
![](http://dl2.iteye.com/upload/attachment/0099/9322/1bd7e81d-14f4-3e69-8429-3d069f5f606a.bmp)
这主要是对第一种解决办法的优化。一定要注意这里的关键“volatile”的使用。没有这个关键字这种写法仍然是不安全的。这里的不安全不是会创建两个变量,而是会导致对象还没有完全创建好就被其他线程使用了,使用了没有完全初始化的对象。
4.还有一种推荐的使用方式,就是借助内部类实现单例。
![](http://dl2.iteye.com/upload/attachment/0099/9320/838967a2-40c7-33c7-b52d-c6ee100873d2.bmp)
5.使用枚举类型实现单例。把单例的类改成枚举类型,只有一个枚举常量,就是自己的实例,在构造方法里实现创建。这种方法可以有效的解决利用反射构建多个实例,以及序列化后的单例在反序列化后创建多个实例以及多线程问题。缺点就是丧失了class的一些特性。
在本人:java 并行编程/《<高级-2> java内存模型》里对jvm的内存模型有介绍,也分析了双检锁以及内部类实现方式,可以参考下。
参考资料:
《HeadFirst》