单例:更加高效的懒汉式写法

下面对单例模式的懒汉式与饿汉式进行简单介绍:

  • 饿汉式:在程序启动或单件模式类被加载的时候,单件模式实例就已经被创建。
  • 懒汉式:当程序第一次访问单件模式实例时才进行创建。

本篇主要讨论使用 懒汉式 创建单例模式的高效做法。

  • 写法一:如下代码所示:
public class SingleTon{
    private static volatile sInstance;
    private SingleTon(){
    }
    public static SingleTon getInstance(){
        if(sInstance == null){
            synchronized(SingleTon.class){
                if(sInstance == null){
                    sInstance = new SingleTon();
                }
            }
        }
        return sInstance;
    }
}

上面的单例写法是最常见的 双重检查锁 的单例写法,但是性能上还可以提高。

  • 写法二:如下代码所示:
public class SingleTon{
    private static volatile sInstance;
    private SingleTon(){}
    public static SingleTon getInstance(){
        SingleTon inst = sInstance;
        if(inst == null){
            synchronized(SingleTon.class){
                inst = sInstance;
                if(inst == null){
                    inst = new SingleTon();
                    sInstance = inst;
                }
            }
        }
        return inst;  //这里返回的是临时变量
    }
}

理论分析:

写法二比写法一高效的原因:在 Java 5 之后,引入扩展关键字 volatile 的功能,它能保证:

  • 禁止重排序:对 volatile 变量的写操作,不允许和它之前的读写操作打乱顺序;对 volatile 变量的读操作,不允许和它之后的读写乱序。
    由于volatile具备上述特性,从而也导致了对volatile变量的读写操作是一个比较重的操作。因此,涉及volatile变量的操作时,如果可以,最好定义一个局部变量指向
    其真正的内存对象,后续的操作就是对该局部变量的操作(也就是尽量减少对voaltile声明的变量操作).
    法2就是基于以上的原理,相较于法1,性能能提高 * 25% *(Wikipedia)

具体分析:

法一:
假设sInstance未被创建,那么操作volatile变量(即sInstance)的次数是:** 4 次(判读2次+创建1次+返回1次)
假设sInstance已被创建,那么操作volatile变量(即sInstance)的次数是:
2 **次(判断1次+返回1次)

法二:
假设sInstance未被创建,那么操作volatile变量(即sInstance)的次数是:** 3 次(局部变量赋值3次)
假设sInstance已被创建,那么操作volatile变量(即sInstance)的次数是:
1 **次(局部变量赋值1次)

从上面可以看成,法2对volatile的操作次数在所有的情形下都比法1少,因此,法2的单例更加高效。

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