java多線程與單例模式(Singleton)不得不說的故事

轉發自:http://blog.csdn.net/ligang7560/article/details/50890282

單例模式的多種實現方式

我們都知道單例模式有幾種常用的寫法:
- 餓漢模式
- 懶漢模式
- 雙重校驗鎖
- 靜態內部類
- 靜態代碼塊
我們來看一下這幾種模式在多線程的場景中,能否保持單例

1.餓漢模式

public class HungrySingleton {

    //立即載入模式
    private static HungrySingleton hungrySingleton = new HungrySingleton();

    private HungrySingleton(){}

    public static HungrySingleton getInstance(){
        return hungrySingleton;
    }

}

接下來我們寫一個線程類,再寫一個測試類,來看下餓漢模式在多線程下的表現如何:

運行測試類結果如下:

    546862187
    546862187
    546862187

這說明餓漢模式是線程安全,在多線程的情況下,也能夠保持單例.

2.懶漢模式

public class LazySingleton {

    private static LazySingleton lazySingleton;

    private LazySingleton() {}

    public static LazySingleton getInstance(){
        if(lazySingleton!=null){
        }else{
            lazySingleton =  new LazySingleton();
        }
        return lazySingleton;
    }


}

同樣的我們來寫一個線程類,寫一個測試類;

運行結果:

    2030251396
    546862187
    2030251396

我們看到對象返回的哈希值不一致了,這就說明他們已經不是同一個對象實例了,也就是說這種寫法是線程不安全的,那麼我們對它進行如下的改造:

public class LazySingleton {

    private static LazySingleton lazySingleton;

    private LazySingleton() {}

    //整個方法加同步,效率低
    synchronized public static LazySingleton getInstance(){
        if(lazySingleton!=null){
        }else{
            lazySingleton =  new LazySingleton();
        }
        return lazySingleton;
    }
}

我們給整個getInstance方法添加了個synchronized關鍵字,才保證多線程的情況下也能保持單例,我們再運行一下測試類:

1638084561
1638084561
1638084561

這時我們看見已經沒有問題了,就是說寫法是正確的,但是這種寫法導致所以併發的線程獲取實例時都是排隊進行的,那麼就會導致性能低下,接下來我們嘗試另外一種寫法,就是我們的第三種寫法:雙重校驗鎖.

3. 雙重校驗鎖

public class LazySingleton {

    private static LazySingleton lazySingleton;

    private LazySingleton() {}

     public static LazySingleton getInstance(){
        if(lazySingleton!=null){
        }else{
            synchronized (LazySingleton.class){
                if(lazySingleton==null){
                    lazySingleton =  new LazySingleton();
                }
            }

        }
        return lazySingleton;
    }
}

我們將排隊進行的範圍進行縮小,同時採用校驗兩次為空的方法,來保證單例模式的正確性,接下來我們來看一下測試結果:

2030251396
2030251396
2030251396

OK,沒有問題.

4.靜態內部類

public class StaticInnerClassSingleton {
    //通過寫一個靜態的內部類來創建實例
    private static class SingletonHandle{
        private static StaticInnerClassSingleton singleton = new StaticInnerClassSingleton();
    }

    private StaticInnerClassSingleton(){}

    public static StaticInnerClassSingleton getInstance(){
        return SingletonHandle.singleton;
    }

}

測試類和上面的都差不多,我就不貼圖片了,直接看測試結果:

1523917841
1523917841
1523917841

沒有問題,這種方式也是線程安全的,接下來我們看最後一種方式

5.靜態代碼塊

public class StaticSingleton {

    private static StaticSingleton staticSingleton=null;

    private StaticSingleton(){};
    
    static {
    //通過靜態代碼塊的執行,來獲取實例
        staticSingleton = new StaticSingleton();
    }

    public static StaticSingleton getInstance(){
        return staticSingleton;
    }
}

不廢話了,直接看測試結果:

2030251396
2030251396
2030251396

沒有問題,那麼以上我們就介紹了5中關於多線程中單例模式的寫法,其中呢就懶漢模式的一般寫法容易造成錯誤,其他的寫法都是線程安全的,文章中的代碼我已經上傳到github了,有需要的同學可以下載下來自己試試.
https://github.com/JokerLigang/Singleton.git