线程安全的单例模式

单例模式具体的实现方式，分为“饿汉”和“懒汉”两种。

饿汉模式：类加载的同时创建实例

//通过Singleton这个类来实现单例模式，保证Singleton这个类只是唯一实例
//饿汉模式
class Singleton{
//1.使用static创建一个实例，并且立即进行实例化
//
这个instance对应的实例，就是该类的唯一实例
private static Singleton instance = new Singleton();
//2.为了防止程序员在其他地方不小心的new这个Singleton，就可以把构造方法设为private
private Singleton(){
}
//3.提供一个方法，让外面能够拿到唯一实例
public static Singleton getInstance(){
return instance;
}
}
public class Test10 {
public static void main(String[] args) {
Singleton instance = Singleton.getInstance();
}
}

懒汉模式-单线程版

类加载的时候不创建实例，第一次使用的时候才创建实例

class Singleton1 {
private static Singleton1 instance = null;
private Singleton1() {}
public static Singleton1 getInstance() {
if (instance == null) {
instance = new Singleton1();
}
return instance;
}
}

懒汉模式-多线程版

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. 如果在多个线程中同时调用 getInstance 方法, 就可能导致
创建出多个实例

一旦实例已经创建好了, 后面再多线程环境调用 getInstance 就不再有线程安全问题了(不再修改
instance 了)

加上 synchronized 可以改善这里的线程安全问题

class Singleton2 {
private static Singleton2 instance = null;
private Singleton2() {}
public synchronized static Singleton2 getInstance() {
if (instance == null) {
instance = new Singleton2();
}
return instance;
}
}

懒汉模式-多线程版（改进）

以下代码在加锁的基础上, 做出了进一步改动:

使用双重 if 判定, 降低锁竞争的频率

给 instance 加上了 volatile

class Singleton3 {
private static volatile Singleton3 instance = null;
private Singleton3() {}
public static Singleton3 getInstance() {
if (instance == null) {
synchronized (Singleton.class) {
if (instance == null) {
instance = new Singleton3();
}
}
}
return instance;
}
}

理解双重 if 判定 / volatile:

加锁 / 解锁是一件开销比较高的事情. 而懒汉模式的线程不安全只是发生在首次创建实例的时候
因此后续使用的时候, 不必再进行加锁了

外层的 if 就是判定下看当前是否已经把 instance 实例创建出来了

同时为了避免 "内存可见性" 导致读取的 instance 出现偏差, 于是补充上 volatile 

当多线程首次调用 getInstance, 大家可能都发现 instance 为 null, 于是又继续往下执行来竞争锁,
其中竞争成功的线程, 再完成创建实例的操作

当这个实例创建完了之后, 其他竞争到锁的线程就被里层 if 挡住了. 也就不会继续创建其他实例

1) 有三个线程, 开始执行 getInstance , 通过外层的 if (instance == null) 知道了实例还没
有创建的消息. 于是开始竞争同一把锁

2) 其中线程1 率先获取到锁, 此时线程1 通过里层的 if (instance == null) 进一步确认实例是
否已经创建. 如果没创建, 就把这个实例创建出来

3) 当线程1 释放锁之后, 线程2 和 线程3 也拿到锁, 也通过里层的 if (instance == null) 来
确认实例是否已经创建, 发现实例已经创建出来了, 就不再创建了

4) 后续的线程, 不必加锁, 直接就通过外层 if (instance == null) 就知道实例已经创建了, 从
而不再尝试获取锁了. 降低了开销
 

最后

以上就是难过白开水为你收集整理的线程安全的单例模式的全部内容，希望文章能够帮你解决线程安全的单例模式所遇到的程序开发问题。

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