设计模式~单例模式设计模式

目录
一、概述
二、饿汉式
三、懒汉式
3.1 基本实现：
3.2 指令重排

一、概述什么是单例模式：在整个系统中，每个类仅有一个对象实例
应用场景：

业务系统中仅需要一个对象的时候，redis连接对象
Spring IOC容器中的对象默认是单例的

单例模式的分类：

饿汉式：在加载类的时候就创建对象；
懒汉式：懒加载模式，在需要获取对象的时候才会创建对象

单例模式实现步骤：

构造方法私有化
私有的实例对象
对外暴露获取实例对象的方法

二、饿汉式饿汉式实现简单，而且不会涉及线程安全问题；对象在类加载的时候就会创建，但是缺点在于如果对象不被使用，就会一直占据系统资源

public class Singleton {// 饿汉式 private static Singleton singleton = new Singleton(); private Singleton() { System.out.println("生成一个实例"); }public static Singleton getInstance() {return singleton; } }

调用：

public static void main(String[] args) { new Singleton(); // 编译无法通过 Singleton tareget = Singleton.getInstance(); }

三、懒汉式实现方面，就是什么时候要获取实例对象，什么时候进行创建；注意：懒汉式有线程安全问题
3.1 基本实现：

/** *懒汉式实现 */ public class SingletonLazy {// 1.私有成员变量，但不直接创建 private SingletonLazy singletonLazy; // 2.构造函数私有化 private SingletonLazy() { System.out.println("创建一个对象"); }// 3.对外暴露获取对象的方法 public SingletonLazy getInstance() { if (singletonLazy == null) { singletonLazy = new SingletonLazy(); } return singletonLazy; } }

这个实现中，可能存在同时多个线程调用方法，导致最终创建的对象不是同一个，可以使用synchronized解决，但是考虑如果对整个方法上锁，整个执行效率会产生下降，因此应该考虑局部上锁。
而且，这个锁一定上在 if 中，否则和对整个方法上锁没什么区别

// 3.对外暴露获取对象的方法 public SingletonLazy getInstance() { if (singletonLazy == null) {// 考虑这个部分是否有问题？？synchronized (SingletonLazy.class) { singletonLazy = new SingletonLazy(); } } return singletonLazy; }

看注释的部分，可能存在一个场景：两个线程A, B同时进入 if 中，但是A先获取锁并创建对象，而B在获取锁之后又重新创建了对象，对象发生了变化；
因此，存在一次锁内检查：

// 3.对外暴露获取对象的方法 public SingletonLazy getInstance() { if (singletonLazy == null) {synchronized (SingletonLazy.class) { if (singletonLazy == null) { singletonLazy = new SingletonLazy(); } } } return singletonLazy; }

结论：双重检测锁定
3.2 指令重排考虑对象的创建过程：

分配空间给对象
初始化对象
设置对象的内存地址，此时instance != null

但是在JVM中可能由于优化的原因导致创建对象的指令发生混乱：如 1->2-> 3 变为 1 -> 3 -> 2

产生的现象：
当第一个线程拿到锁并且进入到第二个if方法后, 先分配对象内存空间, 然后再instance指向刚刚分配的内存地址, instance 已经不等于null, 但此时instance还没有初始化完成。如果这个时候又有一个线程来调用getInstance方法, 在第一个if的判断结果就为false, 于是直接返回还没有初始化完成的instance, 那么就很有可能产生异常。

而使用 volatile 加载实例对象上，可是保证变量线程间可见以及禁止指令重排
懒汉式完整实现：

public class SingletonLazy {// 1.私有成员变量，但不直接创建 private volatile SingletonLazy singletonLazy; // 2.构造函数私有化 private SingletonLazy() { System.out.println("创建一个对象"); }// 3.对外暴露获取对象的方法 public SingletonLazy getInstance() { if (singletonLazy == null) {synchronized (SingletonLazy.class) { if (singletonLazy == null) { singletonLazy = new SingletonLazy(); } } } return singletonLazy; } }

【设计模式~单例模式】