单例模式 -- 懒汉模式&饿汉模式

冷不防 2023-10-13 16:56 60阅读 0赞

> **目录**
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> 一、单例模式是什么？
> 
> 二、饿汉模式
> 
> 三、懒汉模式

## 一、单例模式是什么？ ##

> 单例模式是一种设计模式，用于将类的实例化限制为一个对象。它确保一个类只有一个实例，并提供了该实例的全局访问点。这种模式被广泛用于创建对象的唯一实例，例如数据库连接和日志记录器等。单例模式可以在多线程环境下使用，确保多个线程访问同一个实例时不会发生冲突。常见的实现方式包括懒加载、饿汉式和双重检查等。

## 二、饿汉模式 ##

> 饿汉模式是一种单例模式的实现方式，它的特点是在程序启动时就进行对象的实例化。在这种实现方式中，单例对象会在类加载时就被创建出来，因此也被称作“饱汉模式”或者“静态常量方式”。
> 
> 饿汉模式的优点是实现简单、线程安全，无需考虑多线程环境下的同步问题。其缺点是无法进行懒加载，带来了一定的系统资源开销。在某些场景下，如果单例对象很大或者初始化耗时较长，饿汉模式的开销可能会比较明显。

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class Singleton{
        Singleton singleton = new Singleton();
        public Singleton getSingleton() {
            return singleton;
        }
        private Singleton(){}
    }

## 三、懒汉模式 ##

> 懒汉模式是一种单例模式的实现方式，它的特点是在首次访问单例对象时才进行对象的实例化。懒汉模式的优点是可以避免在程序启动时就进行对象的实例化，节省了系统的资源。懒汉模式的缺点是在多线程环境下，可能会出现线程安全问题，需要额外的同步措施来保证线程安全性。
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> 例如，以下是一个简单的懒汉模式实现：

class Singleton{
        private static Singleton singleton = null;
        public Singleton getSingleton() {
            if (singleton==null){
                this.singleton = new Singleton();
            }
            return singleton;
        }
        private Singleton(){}
    }

> 上面的懒汉模式的实现是线程不安全的. 
> 
> 线程安全问题发生在首次创建实例时. 在多个线程中同时调用  getSingleton 方法,可能两个线程会同时进行new操作 , 这样我们多线程创建了多个对象 , 就不是单例模式了 , 主要导致该问题的是由于这里面涉及到了对singleton的修改操作，失去了原子性，为了保证原子性，我们想到了加锁，从而实现线程安全问题。 
> 
> 我们为了解决这个多线程竞争的安全问题我们可以进行加锁操作 如下面代码

class Singleton{
        private static Singleton singleton = null;
        synchronized public Singleton getSingleton() {
            if (singleton==null){
                this.singleton = new Singleton();
            }
            return singleton;
        }
        private Singleton(){}
    }

但是现在在我们进行 new 操作的时候可能会触发指令重排序 , 所以我们为了避免这个情况还需要对代码进行修改

class Singleton{
        volatile private static Singleton singleton = null;
         public Singleton getSingleton() {
             if (singleton==null){
                 synchronized(Singleton.class){
                     if (singleton==null){
                         this.singleton = new Singleton();
                     }
                 }
             }
             return singleton;
         }
        private Singleton(){}
    }

>  *  这里我们使用双if减少不必要的加锁操作
>  *  加锁是为了把if和变成原子操作
>  *  使用volatile禁止指令重排序