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新手学单例,原来在多线程下,单例模式有BUG

明舞
 明舞
发布于 2012/07/24 21:09
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1.什么是单例模式

在现实生活中存在着有这样的特点的一些类:

         A这些类只能有一个实例;

         B这些能够自动实例化;

         C这个类对整个系统可见,即必须向整个系统提供这个实例。

不妨举一个具体的单例模式的例子:比如教室里面的教师和学生都是需要在黑板上写字的,但是一般的情况下,教室里面应该只有一个黑板吧,它是教师和学生公用滴。这时就要想办法保证取得的黑板是一个共享的唯一的对象。而单例模式就是解决这类问题的一个已经成型的模式。

 

2.如何实现单例模式

单例模式的实现通常有两种方式:“饿汉式”和“懒汉式”。

2.1饿汉式:java实现代码如下:

Public class Singleton

{

       Private static final Singleton singleton = new Singleton();

       Private Singleton()

       {

       }

       Public static Singleton getInstance()

       {

              Return singleton;

       }

}

小结:采用饿汉式方法实现单例模 式的方法是在类的内部实例化一个静态变量singleton,这是比较好理解的,既然一个类要满足上面的A,B,C三个特点,那么很自然的能想到声明为一 个类的静态变量啦。还有一点要注意的哦,那就是该类的构造方法是私有的。这样类就不提供默认的构造函数了,所以也就不可以实例化了。呵呵,看看懒汉式吧, 对比一下。

2.2懒汉式:java实现代码如下:

Public class Singleton

{

       Private static final Singleton singleton;//未初始化

       Private Singleton()

       {

       }

       Public static Singleton getInstance()

       {

              If(singleton == null)

              {

                     Singleton = new Singleton();

              }

       }

}

小结:发现这两种方式的区别了吗?懒汉式也是通过一个类的静态变量实现的。但是并没有直接初始化。而是在函数 getInstance()中实例化的,也就是每次想用这个实例的时候初始化的,如果已经初始化了,那么就不用初始化了,这样也很好啊,对的,其实懒汉式 是比较常用的实现方式。

 

3.多线程下的单例模式

         知道了什么是单例模式,也知道了单例模式怎么实现,是不是神功已经练成了呢?哈哈哈,真正地武林高手,不仅仅是自己的功夫深,还要知道自己的功夫有什么漏洞,让我们看看上面的实现方式的bug吧。(看标题就明白了吧!!)

         对,那就是在多线程的情况下,会有问题。对于懒汉式实现的方式,如果现在存在着线程A和B,代码执行情况是这个样子的,线程A执行到了 If(singleton == null),线程B执行到了Singleton = new Singleton();线程B虽然实例化了一个Singleton,但是对于线程A来说判断singleton还是木有初始化的,所以线程A还会对 singleton进行初始化。看看,出现问题了吧,年轻人不要惧怕问题,看看怎么解决吧。这就要用到Synchronized(同步)了,java编程 语言中提供了两种同步方式:“同步方法”和“同步声明”。

于是乎,只要把Public static Singleton getInstance()加上一个Synchronized就ok了,

Public static Synchronized Singleton getInstance()。这样的话,当线程B访问这个函数的时候,其他的任何要访问该函数的代码不能执行,直到线程B执行完该函数(这是利用锁实现 的)。看看很容易解决的,所以嘛,记住哦,出现问题不要怕啊。

         这样写东西是真的有点烦人,但是我不得不说这样还是不太好的,因为多个线程访问同一个函数的时候,那么只能有一个线程能够访问这个函数,这显然效率有点低吧,其实可以用另外一种不同方式。看看代码:

Public static Singleton getInstance()

{

       If(singleton == null)

       {

              Synchronized(singleton.class)

              {

                            Singleton = new Singleton();

              }

       }

}

这种方式将在方法上的声明转移到了内部的代码块中,只有当singleton=null时,才需要锁机制,但是如果线程A和B同时执行到了 Synchronized(singleton.class),虽然也是只有一个线程能够执行,假如线程B先执行,线程B获得锁,线程B执行完之后,线程 A获得锁,但是此时没有检查singleton是否为空就直接执行了,所以还会出现两个singleton实例的情况。于是双重检查模式(DCL)就出现了。代码如下:

Public static Singleton getInstance()

{

       If(singleton == null)

       {

              Synchronized(singleton.class)

              {

                     If(singleton == null)

                     {

                            Singleton = new Singleton();

                     }

              }

       }

}

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