单例模式

一. 什么是单例模式

在接下来的学习中我会依次为大家介绍以下几种设计模式：

1. 单例模式
2. 工厂模式
3. 适配器模式
4. 门面模式
5. 代理模式

单例模式简单来说就是多次调用只有这一个对象；

在单例模式的设计思想运用中，较为突出的运用有以下三点：

1. 饿汉模式
2. 懒汉模式
3. Spring Bean的单例

Spring Bean的单例模式在上篇文章中已经讲过，就不再一一赘述了，忘记了的小伙伴可以翻看一下之前文章进行温故一下~

接下来我们来学习饿汉模式以及懒汉模式。

二. 饿汉模式

饿汉模式：类加载的同时,创建实例.

简单来说就是加载时创建实例，在接下来的使用中只能使用这一个实例，调用的也是这一个实例，修改的也是这一个实例。

饿汉模式的代码如下：

class Singleton {private static Singleton instance = new Singleton();private Singleton() {}public static Singleton getInstance() {return instance;}}

三. 懒汉模式

类加载的时候不创建实例.第⼀次使⽤的时候才创建实例.
简单来说就是加载时创建实例，在接下来的使用中只能使用这一个实例，调用的也是这一个实例，修改的也是这一个实例。

懒汉模式的代码如下：

class Singleton {private static Singleton instance = null;private Singleton() {}public static Singleton getInstance() {if (instance == null) {instance = new Singleton();}return instance;}
}

上述懒汉代码在单例线程中是安全的，但是在多线程中是不安全的，因为线程的随机调度，会让代码创建多个实例。

四. 多线程下的懒汉模式

上⾯的懒汉模式的实现是线程不安全的.

1. 线程安全问题发生在首次创建实例时.如果在多个线程中同时调用getInstance方法,就可能导致创建 出多个实例.
2. ⼀旦实例已经创建好了,后面再多线程环境调用getInstance就不再有线程安全问题了(不再修改 instance了)

加上synchronized和if的双重判断可以改善这⾥的线程安全问题.

class Singleton {private static volatile Singleton instance = null;private Singleton() {}public static Singleton getInstance() {if (instance == null) {synchronized (Singleton.class) {if (instance == null) {instance = new Singleton();}}}return instance;}
}

理解双重if判定/volatile:

加锁/解锁是⼀件开销⽐较⾼的事情.⽽懒汉模式的线程不安全只是发⽣在⾸次创建实例的时候.因此
后续使⽤的时候,不必再进⾏加锁了.

外层的if就是判定下看当前是否已经把instance实例创建出来了.同时为了避免"内存可⻅性"导致读取的instance出现偏差,于是补充上volatile.

当多线程⾸次调⽤getInstance,⼤家可能都发现instance为null,于是⼜继续往下执⾏来竞争锁,其
中竞争成功的线程,再完成创建实例的操作.

当这个实例创建完了之后,其他竞争到锁的线程就被⾥层if挡住了.也就不会继续创建其他实例.

1. 有三个线程,开始执行 getInstance ,通过外层的 if (instance == null) 知道了实例还没有创建的消息.于是开始竞争同⼀把锁.
2. 其中线程1率先获取到锁,此时线程1通过⾥层的 if (instance == null) 进⼀步确认实例是否已经创建.如果没创建,就把这个实例创建出来.
3. 当线程1释放锁之后,线程2和线程3也拿到锁,也通过⾥层的 if (instance == null) 来确认实例是否已经创建,发现实例已经创建出来了,就不再创建了.
4. 后续的线程,不必加锁,直接就通过外层 if (instance == null) 就知道实例已经创建了,从⽽不再尝试获取锁了.降低了开销