单例模式的多种实现优劣

Talk is cheap, show me the code.

常用多种单列模式,如下:

public class SingleExample {

    public static SingleExample singleInstance;

    private SingleExample(){}

    public SingleExample getInstance(){

        if(singleInstance==null)singleInstance=new SingleExample();

        return singleInstance;

    }

}

仅有一个线程引用该形式,是没有问题的,如果多线程使用时,无法保证仅创建一个实例;

如下进行一次优化

public synchronized SingleExample getInstance(){

    if(singleInstance==null)singleInstance=new SingleExample();

    return singleInstance;

}

使用线程锁,保证单例唯一性;但是如此就会每次调用getInstance需要进行同步,浪费不需要的资源;

public synchronized SingleExample getInstance(){

    if(singleInstance==null){

        synchronized (SingleExample.class){

            if(singleInstance==null){

                singleInstance=new SingleExample();

            }

}

}

    return singleInstance;

}

双重校验(DCL)会在某些情况失效,原因如下:

  singleInstance=new SingleExample();这个执行步骤如下:

1)给singleInstance分配内存;

2)调用SingleExample()构造函数,初始化成员变量;

3)将singleInstance对象指向分配的内存空间;(此时singleInstance就不是null了)

        但是,由于java编译器允许处理器乱序执行,以及JDK1.5前JMM(Java内存模型)中Cache,寄存器到主内存回写顺序的规定,上面的第二和第三的顺序是无法保证的,也就导致上面步骤的执行顺序可能是1-2-3,也可能是1-3-2。

        这样就导致在A线程执行完1-3后,B线程判断singleInstance不为null,直接使用singleInstance,导致程序异常。

        在JDK1.5后,SUN官方优化了volatile关键字去解决该问题,保证singleInstance不为null时,已经进行了初始化;

         public volatile static SingleExample singleInstance;

当然使用volatile关键字会对内存有写影响,但是可以保证程序执行的正确性。

但是如上的方式是比较繁琐,对性能也是有些影响的,我们可以通过Java中类的静态成员变量初始化机制(当且仅在类被加载时,进行初始化)来实现单例模式,如下;

public class SingleExample {

    private SingleExample(){}

    public SingleExample getInstance(){

        return SingletonHolder.singleInstance;

    }

    private static class  SingletonHolder{

        //静态成员变量仅在类初次加载时,进行初始化,这样保证了对象唯一性

        private static final SingleExample singleInstance=new SingleExample();

    }

}

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