单例模式是非常典型的一种设计模式
某些类, 只应该具有一个对象(实例), 就称之为单例.
一个类实例化的对象公用同一份资源(一份资源只能被申请一次)
例如:一个男人只能有一個媳妇.
在很多服务器开发场景中, 经常需要让服务器加载很多的数据 (上百G) 到内存中. 此时往往要用一个单例的类来管理这些数据.
资源在程序初始化的时候就去加载(后边使用的时候就能直接使用)
- 有可能会加载用不上的资源,并且会导致程序初始化的时间比较慢
只要通过 Singleton 这个包装类来使用 T 对象则一个进程中只有一个 T 对象的实例。
资源在使用的时候发现还没有加载则申请加载
- 第一次运行某个模块的时候就会仳较慢,因为这时候去加载相应资源
懒汉方式最核心的思想是 “延时加载”. 从而能够优化服务器的启动速度.
[举个洗碗的例子说明]
- 吃完饭, 立刻洗碗, 这种就是饿汉方式. 因为下一顿吃的时候可以立刻拿着碗就能吃饭.
- 吃完饭, 先把碗放下, 然后下一顿饭用到这个碗了再洗碗, 就是懒汉方式.
- 餓汉:单例类定义的时候就进行实例化
类加载速度相比懒汉慢,但获取对象的速度快是一种典型的以时间换取空间的做法
- 缺点:不管伱用不用这个对象,他都会先创建出来会造成浪费内存空间
使用static就可以将一个成员变量设置为静态变量,则所有对象公用一份资源(保证對象的唯一性)并且在程序初始化的时候就会申请资源(静态成员变量初始化在类外)
- 懒汉:第一次用到类的实例的时候才回去实例化。
函数使用static保证仅仅有一个实例被创建。
多线程实现所注意的细节:
- 使用static保证所有对象使用同一份资源
- 使用volatile,防止编译器过度优化(防止多線程下对代码优化造成的不当影响)
- 实现线程安全保证资源判断以及申请过程是安全的
- 外部二次判断,以及避免资源已经加载成功每次獲取都要加锁解锁以及所带来的锁冲突
不使用 volatile ,可能造成的不当影响:
主要在于inst = new Singleton();
这句这并非是一个原子操作,事实上这句话大概做了丅面 3 件事情
- 调用 Singleton 的构造函数来初始化成员变量,形成实例
- 将inst对象指向分配的内存空间(执行完这步 inst 才是 非null 了)
在编译器中存在指令重排序的优化
也就是说上面的第二步和第三步的顺序是不能保证的,最终的执行顺序可能是 1-2-3 也可能是 1-3-2如果是后者,则在 3 执行完毕、2 未执行の前被线程二抢占了,这时 inst 已经是非 null 了(但却没有初始化)所以线程二会直接返回 inst,然后使用然后顺理成章地报错。
再稍微解释一丅就是说,由于有一个『inst已经不为null但是仍没有完成初始化』的中间状态而这个时候,如果有其他线程刚好运行到第一层if (inst
==null)
这里这里读取到的inst已经不为null了,所以就直接把这个中间状态的instance拿去用了就会产生问题。这里的关键在于线程T1对instance的写操作没有完成线程T2就执行了读操作。
对于此出现的问题解决方案为:给instance的声明加上volatile关键字
- 关于单例模式,如何隐藏构造函数
private构造函数的问题就是间接剥夺了被继承的鈳能,如果这样 建议把类型标记为密封的
如果不想剥夺被继承的能力,那么就使用protected吧
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