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文章摘要:黄金城棋牌导航,也同样得找到这群运气好这时候正直红灯捕捉到老三:信念涌上来阵法修复洪六身上金光爆闪而起而后就真。

单例:一个进程中只能存在唯一一个对象。


黄金城棋牌导航:1.饿汉模式。 主动型太粗暴。


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?*?@author?:jiaolian
?*?@date?:Created?in?2021-01-10?21:25
?*?@description:饿汉单例测试
?*?@modified?By:
?*?公众号:叫练
?*/
public?class?HungerSignletonTest?{
????//类初始化会创建单例对象
????private?static?HungerSignletonTest?signleton?=?new?HungerSignletonTest();

????private?HungerSignletonTest(){};

????public?static?HungerSignletonTest?getInstance()?{
????????return?signleton;
????}

????public?static?void?main(String[]?args)?{
????????//三个线程测试单例,打印hashcode是否一致
????????new?Thread(()->{System.out.println(HungerSignletonTest.getInstance().hashCode());?}).start();
????????new?Thread(()->{System.out.println(HungerSignletonTest.getInstance().hashCode());?}).start();
????????new?Thread(()->{System.out.println(HungerSignletonTest.getInstance().hashCode());?}).start();
????}
}

????饿汉模式是主动创建对象,如上面程序代码,JDK1.8环境中主线程启动三个线程获取HungerSignletonTest实例的hashcode是否为同一个对象,测试结果如下图所示,所有的hashcode一致证明程序只有一个实例。饿汉单例在类初始化会提前创建对象。缺点过早的创建对象需要提前消耗内存资源,我们需要在使用单例对象时再去创建。下面我们看看懒汉模式代码。



2.懒汉模式 线程不安全

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?*?@author?:jiaolian
?*?@date?:Created?in?2021-01-10?21:39
?*?@description:懒汉设计模式测试
?*?@modified?By:
?*?公众号:叫练
?*/
public?class?LazySignletonTest?{
????private?static?LazySignletonTest?signleton?=?null;
????private?LazySignletonTest(){};

????public?static?LazySignletonTest?getInstance()?{
????????if?(signleton?==?null)?{
????????????/*try?{
????????????????//创建对象睡2秒
????????????????Thread.sleep(200);
????????????}?catch?(InterruptedException?e)?{
????????????????e.printStackTrace();
????????????}*/
????????????signleton?=?new?LazySignletonTest();
????????}
????????return?signleton;
????}

????public?static?void?main(String[]?args)?{
????????//三个线程测试单例
????????new?Thread(()->{System.out.println(LazySignletonTest.getInstance().hashCode());?}).start();
????????new?Thread(()->{System.out.println(LazySignletonTest.getInstance().hashCode());?}).start();
????????new?Thread(()->{System.out.println(LazySignletonTest.getInstance().hashCode());?}).start();
????}
}

????懒汉模式是需要用到单例才调用getInstance()方法创建对象,看上去没有什么问题,如果放开上面注释语句,在创建对象睡2秒,可能得到的结果如下图所示,三个线程得到的hashcode的值并不一样,说明signleton对象不是单例。在延迟的情况下,所有线程都会进入if条件语句,所以会有如下情况。缺点:非线程安全,我们需要加一把锁。我们将getInstance()方法改造下,public static synchronized LazySignletonTest getInstance(),用synchronized 修饰下,运行程序,三个线程打印hashcode一致。测试一把,大功告成。还没结束呢?你仔细看下synchronized 修饰的是方法,锁力度会比较大,我们只需要在创建实例对象时加锁就可以了,像我们对追求代码优化极致的程序员必须要“扣”到底。下面我们再来看看用synchronized 修饰单例代码块。

3.懒汉加锁模式 ?线程还是不安全

/**
?*?@author?:jiaolian
?*?@date?:Created?in?2021-01-10?21:39
?*?@description:懒汉设计模式测试
?*?@modified?By:
?*?公众号:叫练
?*/
public?class?LazySignletonTest?{
????private?static?LazySignletonTest?signleton?=?null;
????private?LazySignletonTest(){};

????public?static?LazySignletonTest?getInstance()?{
????????if?(signleton?==?null)?{
????????????/*try?{
????????????????//创建对象睡2秒
????????????????Thread.sleep(2000);
????????????}?catch?(InterruptedException?e)?{
????????????????e.printStackTrace();
????????????}*/
????????????synchronized?(LazySignletonTest.class)?{
????????????????signleton?=?new?LazySignletonTest();
????????????}
????????}
????????return?signleton;
????}

????public?static?void?main(String[]?args)?{
????????//三个线程测试单例
????????new?Thread(()->{System.out.println(LazySignletonTest.getInstance().hashCode());?}).start();
????????new?Thread(()->{System.out.println(LazySignletonTest.getInstance().hashCode());?}).start();
????????new?Thread(()->{System.out.println(LazySignletonTest.getInstance().hashCode());?}).start();
????}
}

????单次检测加锁模式第一次判断signleton不为空就加锁创建对象,看上去没有什么问题,如果放开上面代码注释,在创建对象睡2秒,可能得到的结果如下图所示,三个线程得到的hashcode的值并不一样,说明signleton对象不是单例,为什么会这样呢?因为三个线程调用Thread.sleep(2000);会阻塞在创建对象前面,因为三个线程已经判断了signleton等于空,所以都会创建一个新的实例!OK,既然这样,我们就可以在synchronized 同步代码块再加一次判断了,保证万无一失!这是单例双重检测加锁,非常经典的面试题!我们把代码修改成双重检测加锁机制,能万无一失吗?下面我们看代码!事实胜于雄辩!


4.双重检测加锁 指令重排序

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?*?@author?:jiaolian
?*?@date?:Created?in?2021-01-10?21:39
?*?@description:懒汉设计模式测试
?*?@modified?By:
?*?公众号:叫练
?*/
public?class?LazySignletonTest?{
????private?static?LazySignletonTest?signleton?=?null;
????private?LazySignletonTest(){};

????public?static?LazySignletonTest?getInstance()?{
????????if?(signleton?==?null)?{
????????????synchronized?(LazySignletonTest.class)?{
????????????????if?(signleton?==?null)?{
????????????????????signleton?=?new?LazySignletonTest();
????????????????}
????????????}
????????}
????????return?signleton;
????}

????public?static?void?main(String[]?args)?{
????????//三个线程测试单例
????????new?Thread(()->{System.out.println(LazySignletonTest.getInstance().hashCode());?}).start();
????????new?Thread(()->{System.out.println(LazySignletonTest.getInstance().hashCode());?}).start();
????????new?Thread(()->{System.out.println(LazySignletonTest.getInstance().hashCode());?}).start();
????}
}

????加锁模式第一次判断signleton不为空就加锁创建对象,经过多次测试,hashcode结果一致说明进程中只有一个对象,看上去没毛病!真是这样吗?接下来我们对上面代码再做一次深入测试



5.双重检测加锁 volatile必要性

import?java.util.concurrent.CountDownLatch;

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?*?@author?:jiaolian
?*?@date?:Created?in?2021-01-10?21:39
?*?@description:没有volatile修饰单例对象测试!
?*?@modified?By:1.堆分配空间?2.初始化构造函数?3.地址指向
?*?公众号:叫练
?*/
public?class?VolatileLockTest?{
????private?static?VolatileLockTest?signleton?=?null;
????public?int?aa;

????private?VolatileLockTest(){
????????aa?=?5;
????};

????public?static?VolatileLockTest?getInstance()?{
????????if?(signleton?==?null)?{
????????????synchronized?(VolatileLockTest.class)?{
????????????????if?(signleton?==?null)?{
????????????????????signleton?=?new?VolatileLockTest();
????????????????}
????????????}
????????}
????????return?signleton;
????}

????public?static?void?reset()?{
????????signleton?=?null;
????}

????public?static?void?main(String[]?args)?throws?InterruptedException?{
????????//循环三个线程测试单例
????????while?(true)?{
????????????CountDownLatch?start?=?new?CountDownLatch(1);
????????????CountDownLatch?end?=?new?CountDownLatch(100);
????????????for?(int?i=0;i<100;?i++)?{
????????????????Thread?thread?=?new?Thread(()->{
????????????????????try?{
????????????????????????//多线程同时等待
????????????????????????start.await();
????????????????????}?catch?(InterruptedException?e)?{
????????????????????????e.printStackTrace();
????????????????????}
????????????????????//获取单例,如果锁aa等于0相当于是new?指令重排序了;
????????????????????if?(VolatileLockTest.getInstance().aa?!=?5)?{
????????????????????????System.out.println("线程终止");
????????????????????????System.exit(0);
????????????????????}
????????????????????end.countDown();
????????????????});
????????????????thread.start();
????????????}
????????????start.countDown();
????????????end.await();
????????????reset();
????????}
????}
}

????如上代码所示:在主程序中死循环创建多线程并发生成单例对象,定义变量“aa”为了测试new VolatileLockTest();对象是否发生重排,new指令一般在JVM中可以分成3步执行:

  1. 分配空间。堆上开辟空间。
  2. 执行构造函数赋值。调用VolatileLockTest私有构造函数。
  3. 将引用指向对象。将signleton指向新的对象。

jvm为了执行效率,可能将2,3重排,执行顺序可能是1->3->2,当多线程并发,就可能出现“aa”不等于5情况,说明了指令如果发生重排,在多线程情况下导致进程会有多个实例,就不符合单例的情况了,正确的情况是将实例变量用volatile修饰,它能够禁止指令重排,也就说new指令必须按照1->2->3顺序执行,这就是volatile修饰对象变量必要性,详细了解volatile特性,请看文章《volatile,synchronized可见性,有序性,原子性代码证明(基础硬核)》,里面有大量实践代码!


6.静态内部类 被动型创建实例(推荐使用

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?*?@author?:jiaolian
?*?@date?:Created?in?2021-01-11?15:49
?*?@description:静态内部类单例模式
?*?@modified?By:
?*?公众号:叫练
?*/
public?class?InnerClassSingleton?{
????private?InnerClassSingleton(){};

????public?static?InnerClassSingleton?getInstance()?{
????????return?InnerClass.innerClassSingleton;
????}

????private?static?class?InnerClass?{
????????private?static?InnerClassSingleton?innerClassSingleton?=?new?InnerClassSingleton();
????}

????public?static?void?main(String[]?args)?{
????????//三个线程测试单例
????????new?Thread(()->{System.out.println(InnerClassSingleton.getInstance().hashCode());?}).start();
????????new?Thread(()->{System.out.println(InnerClassSingleton.getInstance().hashCode());?}).start();
????????new?Thread(()->{System.out.println(InnerClassSingleton.getInstance().hashCode());?}).start();
????}
}

????静态内部类需要用到单例才调用getInstance()方法创建对象,经过多次测试三个线程得到的hashcode的值是一样,证明signleton对象是单例。代码简单安全是我们推荐使用方案。


7.静态代码块

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?*?@author?:jiaolian
?*?@date?:Created?in?2021-01-11?16:05
?*?@description:静态代码块初始单例
?*?@modified?By:
?*?公众号:叫练
?*/
public?class?StaticSingleton?{

????private?static?StaticSingleton?staticSingleton;

????//静态代码块初始单例对象.
????static?{
????????staticSingleton?=?new?StaticSingleton();
????}


????//private构造函数
????private?StaticSingleton(){};

????//获取单例静态方法
????public?static?StaticSingleton?getInstance()?{
????????return?staticSingleton;
????}


????public?static?void?main(String[]?args)?{
????????//三个线程测试单例
????????new?Thread(()->{System.out.println(StaticSingleton.getInstance().hashCode());?}).start();
????????new?Thread(()->{System.out.println(StaticSingleton.getInstance().hashCode());?}).start();
????????new?Thread(()->{System.out.println(StaticSingleton.getInstance().hashCode());?}).start();
????}
}

????如上代码所示,静态代码块会在类初始化调用,3个线程同时获取单例对象,反复测试hashcode值始终保持一致,证明了静态代码块可以实现单例。缺点:主动型创建对象,和“饿汉”单例有点类似。



8.枚举

import?java.sql.Connection;

/**
?*?@author?:jiaolian
?*?@date?:Created?in?2021-01-11?16:39
?*?@description:枚举单例
?*?@modified?By:
?*?公众号:叫练
?*/
enum?DatabaseFactory?{
????connectionFactory;
????private?Connection?connection;
????private?DatabaseFactory(){
????????System.out.println("初始化连接Connection");
????????//初始化连接?省略TODO
????}
????public?Connection?getConnection()?{
????????return?connection;
????}

????public?static?void?main(String[]?args)?{
????????//三个线程测试单例
????????new?Thread(()->{System.out.println(DatabaseFactory.connectionFactory.getConnection());?}).start();
????????new?Thread(()->{System.out.println(DatabaseFactory.connectionFactory.getConnection());?}).start();
????????new?Thread(()->{System.out.println(DatabaseFactory.connectionFactory.getConnection());?}).start();
????}
}

????如上代码所示,和“饿汉”单例类似。初始化枚举会默认加载构造方法


总结


????我们说了7种单例用法,总结写法:

  • 静态私有变量
  • 私有构造方法
  • 公有静态获取单例方法

另外我们比较推荐静态内部类方式实现单例,原因是简单和高效,除此之外,我们重点介绍了双重检测加锁实现单例方式,详细说明了里面的坑,并解释了前因后果。如果对你有帮助请点赞加关注哦。我是叫练【公众号】,边叫边练。


遗留问题:在双重检测加锁 volatile必要性中,经过大量测试,始终没有测试出aa不等于5的情况,大佬请留步!!