單例模式，即我們只允許一個類有且僅有一個實例對外提供服務(wù)。通常為了性能考慮，單例模式會以懶加載的形式創(chuàng)建，也即單例中的懶漢模式，與之相對的當(dāng)然就是單例的餓漢模式：不管用不用，我可以先給你創(chuàng)建出來。

1.單線程下的單例模式實現(xiàn)

非多線程環(huán)境下，由于不存在線程對共享數(shù)據(jù)(對象)的競爭，所以也就沒有線程安全問題，其單例模式實現(xiàn)如下：

public final class FooSingleton {//持有類的唯一實例private static FooSingleton instance = null;/*** 私有構(gòu)造函數(shù)*/private FooSingleton() {//do nothing}/*** 提供外部獲取實例的工廠方法* 非線程安全* @return*/private static FooSingleton getInstance(){if (null == instance) {//非線程安全instance = new FooSingleton();}return instance;}public void methodOther() {//類提供的實例方法，調(diào)用方獲取單例對象后，可調(diào)用類中的實例方法}}

2.多線程下的單例模式實現(xiàn)

可以發(fā)現(xiàn)，在多線程環(huán)境下，這個獲取單例的方法不是線程安全的：

private static FooSingleton getInstance(){if (null == instance) {//非線程安全instance = new FooSingleton();}return instance;}

這就會導(dǎo)致客戶端(也就是各個調(diào)用端)獲取到的對象并不是同一個對象，這顯然就違背了我們使用單例模式的初衷了。怎樣保證線程安全呢？常用的實現(xiàn)方法有如下三種：

2-1 直接加鎖實現(xiàn)線程安全的單例模式

直接加鎖實現(xiàn)線程安全的單例模式：

public final class FooSingletonSafety {//持有類的唯一實例private static FooSingletonSafety instance = null;/*** 私有構(gòu)造函數(shù)*/private FooSingletonSafety() {//do nothing}/*** 提供外部獲取實例的工廠方法* 線程安全：加鎖實現(xiàn)* synchronized保障了原子性、可見性和有序性* @return*/private static FooSingletonSafety getInstance(){synchronized (FooSingletonSafety.class) {if (null == instance) {instance = new FooSingletonSafety();}}return instance;}public void methodOther() {//類提供的實例方法，調(diào)用方獲取單例對象后，可調(diào)用類中的實例方法}}

顯然，直接加鎖是可以保證單例模式的線程安全的，但是你可能會發(fā)現(xiàn)，這種實現(xiàn)方式下，每個線程在獲取單例對象的時候都要去搶鎖，獲取之后再釋放鎖，這顯然效率是不高的（每次獲取對象都要有鎖開銷）。所以，一般我們會通過下面的DCL去實現(xiàn)線程安全的單例模式

2-2 DCL實現(xiàn)線程安全的單例模式

DCL，即double-check-locking雙重檢查鎖定，代碼實現(xiàn)如下：

public final class FooSingletonBasedDCL {//持有類的唯一實例private static volatile FooSingletonBasedDCL instance = null;/*** 私有構(gòu)造函數(shù)*/private FooSingletonBasedDCL() {//do nothing}/*** 提供外部獲取實例的工廠方法* 線程安全：DCL實現(xiàn)* synchronized保障了原子性、可見性和有序性* volatile保證校驗時(null == instance) instance對各個線程是可見的，同時禁止JIT和處理器重排序* @return*/private static FooSingletonBasedDCL getInstance(){if (null == instance) {synchronized (FooSingletonSafety.class) {if (null == instance) {//new關(guān)鍵字對應(yīng)三條指令：1.分配對象所需的存儲空間 2.實例化對象 3.將對象引用賦值給變量//這三條指令正常執(zhí)行順序是1->2->3，但是JIT編譯器或處理器在執(zhí)行時可能會將其優(yōu)化為1->3->2//所以，為了保證instance的可見性以及禁止重排序，所以instance變量必須要用volatile修飾//否則，極端情況下，一個線程在判斷if (null == instance)時，instance不為空直接返回，但此時//instance可能是個半對象(對象并沒有經(jīng)過構(gòu)造方法初始化)，這將會造成代碼錯誤instance = new FooSingletonBasedDCL();}}}return instance;}public void methodOther() {//類提供的實例方法，調(diào)用方獲取單例對象后，可調(diào)用類中的實例方法}}

DCL你可能開發(fā)中基本沒用過，但是這種實現(xiàn)方式在很多開源框架如Spring、dubbo等中都有使用

2-3 利用類加載機制實現(xiàn)線程安全的單例模式

利用Java的類加載機制：加載->鏈接->初始化，我們可以輕易的實現(xiàn)線程安全的單例模式，這種單例模式形式最簡單，代碼實現(xiàn)如下：

public final class BarSingleton {//利用類初始化只會發(fā)生一次，創(chuàng)建線程安全的單例private static final BarSingleton INSTANCE = new BarSingleton();public static BarSingleton getInstance() {return INSTANCE;}public void methodOther() {//類提供的實例方法，調(diào)用方獲取單例對象后，可調(diào)用類中的實例方法} }

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的线程安全的单例模式的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

如果覺得生活随笔網(wǎng)站內(nèi)容還不錯，歡迎將生活随笔推薦給好友。