单例模式的几种创建方式

单例模式

类只有一个实例。

关键点

• 构造函数私有化
• 在类的内部创建实例
• 提供方法获取唯一实例

1.饿汉式

public class Hungry {
    // 私有化构造函数
    private Hungry() {
    }
  
    // 实例化一个对象
    private final static Hungry HUNGRY = new Hungry();

		// 提供一个静态方法供外部获取这个唯一的实例化对象
    public static Hungry getInstance() {
        return HUNGRY;
    }
}
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饿汉式可能会浪费资源空间

2.简单懒汉式

如果说饿汉式会浪费内存空间，那我们可以采用当需要的时候再创建实例对象。

public class LazyManDemo01 {

    private LazyManDemo01() {
    }

    private static LazyManDemo01 lazyManDemo01 = null;

    public static LazyManDemo01 getLazyManDemo01() {
        // 如果lazyManDemo01为空，实例化对象
        // 否则直接返回lazyManDemo01
        if (null == lazyManDemo01) {
            lazyManDemo01 = new LazyManDemo01();
        }
        return lazyManDemo01;
    }
}
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这样就没问题了吗？

不？单线程采用这种方式实现单例模式是没什么问题的，如果是多线程的环境呢。

我们模拟多线程环境测试代码

public class LazyManDemo02 {

    private LazyManDemo02(){
    }

    private static LazyManDemo02 lazyManDemo02 = null;


    public static LazyManDemo02 getLazyManDemo02() {
        // 如果lazyManDemo01为空，实例化对象
        // 否则直接返回lazyManDemo01
        if (null == lazyManDemo02) {
            lazyManDemo02 = new LazyManDemo02();
        }
        return lazyManDemo02;
    }
}


class TestDemo02 {


    public static void main(String[] args) {

        // 模拟10个线程 请求获取实例的方法
        for (int i = 0; i < 10; i++) {
            new Thread(() -> {
                System.out.println(LazyManDemo02.getLazyManDemo02());
            }).start();
        }

    }
}
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执行结果：

看到结果跟我们预想的不太一样，不止实例化了一个实例对象。

该怎么解决这个问题呢？加锁

public static synchronized LazyManDemo03 getLazyManDemo03() {
    if (null == lazyManDemo03) {
        lazyManDemo03 = new LazyManDemo03();
    }
    return lazyManDemo03;
}
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3.双重检测机制(DCL)懒汉式

方法加锁的效率比较低。我们可以对代码块进行加锁。

public static LazyManDemo04 getLazyManDemo04() {
    if (null == lazyManDemo04) {
        synchronized (LazyManDemo04.class) {
            lazyManDemo04 = new LazyManDemo04();

        }
    }
    return lazyManDemo04;
}
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执行结果

结果再次不是我们所预料的？这是为什么呢？

假设线程A、B同时执行获取实例的方法，A、B拿到的这个对象都是为null的，但是线程A先拿到锁。

解决方案就是多加一层判断。

public static LazyManDemo04 getLazyManDemo04() {
  	// 这个null的判断是为了提高效率
    if (null == lazyManDemo04) {
        synchronized (LazyManDemo04.class) {
            if (null == lazyManDemo04) {
                lazyManDemo04 = new LazyManDemo04();
            }
        }
    }
    return lazyManDemo04;
}
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以上代码就确保万无一失了吗？

不！lazyManDemo04 = new LazyManDemo04(); 这个操作不是原子性操作。

实例化一个对象简易理解为以下几个步骤：

1⃣️分配内存空间

2⃣️执行构造方法 初始化对象

3⃣️将对象指向内存空间

线程A在实例化对象时，分配内存空间后，未执行构造方法初始化对象，直接赋值对象

另外一个线程执行这个方法，此时对象已经不为空了，但是这个对象并没有经过初始化，所以 会存在问题。

解决方式：volatile关键字

完整的DCL代码

public class LazyManDemo04 {

    private LazyManDemo04(){
    }
		// volatile关键字
    private static volatile LazyManDemo04 lazyManDemo04 = null;

    public static LazyManDemo04 getLazyManDemo04() {
        if (null == lazyManDemo04) {
            synchronized (LazyManDemo04.class) {
                if (null == lazyManDemo04) {
                    lazyManDemo04 = new LazyManDemo04();
                }
            }
        }
        return lazyManDemo04;
    }
}
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未完待续

5.静态内部类

6.枚举