单例模式中的多线程分析
谈到单例模式,我们立马会想到饿汉式和懒汉式加载,所谓饿汉式就是在创建类时就创建好了实例,懒汉式在获取实例时才去创建实例,即延迟加载。
饿汉式:
package com.bijian.study; public class Singleton { private static Singleton instance = null; private static String lock = new String(); public static Singleton getInstance() { // 这个方法比上面有所改进,不用每次都进行生成对象,只是第一次 // 使用时生成实例,提高了效率! if (instance == null) synchronized(lock) { if (instance == null) { Singleton temp = new Singleton(); instance = temp; } } return instance; } }
懒汉式:
1 package com.bijian.study; 2 3 public class Singleton { 4 5 private static Singleton instance = null; 6 7 public static synchronized Singleton getInstance() { 8 9 // 这个方法比上面有所改进,不用每次都进行生成对象,只是第一次 10 // 使用时生成实例,提高了效率! 11 if (instance == null) 12 instance = new Singleton(); 13 return instance; 14 } 15 }
上面第二中形式的lazy initialization,也就是说第一次调用时初始Singleton,以后就不用再生成了。
注意到lazy initialization形式中的synchronized,这个synchronized很重要,如果没有synchronized,那么使用getInstance()是有可能得到多个Singleton实例。一般认为第一种形式要更加安全些。
对于上面的懒汉式方式,从多线程角度来看,Synchronized放到方法上会影响性能。于是我们不难想到将其放到方法里。
我们稍加分析,不难发现,这样会存在线程安全问题,假如线程一刚好执行完if (instance == null)的判断语句(还未加锁),调度至线程二也执行这条判断语句,也是true,也进入了if的语句块中,这样就会产生两个实例,而非单实例了。
此时,我们稍加分析,那还不容易,在锁里面再加一个是否为空的判断,即所谓的double-checked locking (DCL),如下所示:
此时,很多人都会觉得无懈可击了。从多线程角度来看,这样写的单例确实没有问题了,但从Java的类创建原理来看,可能还有问题。从浅显简单的理解来看,就是对象还未完全创建出来,但instance变量已被赋值,此时另一个线程获取实例时,会得到instance,但它的堆空间及相关的方法还未完成时,调用实例方法就会出错。
啊?还存在这样的问题呀?这可以虚拟机的实现问题,难道还要我考虑?是的,其实稍加改动,就可以避免这样的问题。
解决办法,加一个局部变量,如下所示:
package com.bijian.study; public class Singleton { private static Singleton instance = null; private static String lock = new String(); public static Singleton getInstance() { // 这个方法比上面有所改进,不用每次都进行生成对象,只是第一次 // 使用时生成实例,提高了效率! if (instance == null) synchronized(lock) { if (instance == null) { Singleton temp = new Singleton(); instance = temp; } } return instance; } }
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