实现一个线程安全的单例模式

单例模式

单例模式能保证某个类在程序中只存在唯⼀⼀份实例,⽽不会创建出多个实例

某个类,在一个类,只应该创建出一个实例,使用单例模式,就可以对咱们的代码进行一个更严格的校验和检查

单例模式具体的实现⽅式有很多.最常⻅的是"饿汉"和"懒汉"两种
单例模式分为：饿汉模式和懒汉模式。单例模式之所以被称为单例模式，是因为我们在创建单例模式类的时候，就把该类的构造方法使用private进行修饰，以便在该类外，不能直接创建出一个实例。

饿汉模式

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

对于饿汉模式来说,getInstance直接返回Instance实例,这个操作本质就是"读操作"

多个线程读同一个变量,是线程安全的!!

懒汉模式

实质是在该模式中不着急初始化出实例,在类外需要的时候,在进行初始化

class SingletonLazy{private volatile static SingletonLazy instance = null;public static SingletonLazy getInstance() if(instance == null ){instance = new SingletonLazy();}return instance;}public SingletonLazy() {}
}
public class ThreadDemo10 {public static void main(String[] args) {SingletonLazy s1 = SingletonLazy.getInstance();}}

针对上述问题,如何解决,是需要把if和new 两个操作,打包成一个原子的

代码修改如下

class SingletonLazy{private static Object locker = new Object();public  static  SingletonLazy getInstance() {synchronized (locker) {if(instance == null ){instance = new SingletonLazy();}}return instance;}public SingletonLazy() {}
}
public class ThreadDemo10 {public static void main(String[] args) {SingletonLazy s1 = SingletonLazy.getInstance();SingletonLazy s2 = SingletonLazy.getInstance();System.out.println(s1 == s2);}}

但是加了锁 ,又出现了新的问题

如果instance 已经创建过了此后后续在调用getInstance 就直接返回instance实例了吧,此时,针对已经没有线程安全问题的代码,仍然是每次调用都先加锁在解锁,效率非常低了.

加锁意味着可能会产生阻塞,一旦线程阻塞,啥时候能解除,就不知道了

解决问题:在加锁外头套层if 判定一下这个代码是否需要加锁 ,如果需要加锁,才加,不需要加锁,那就算了

这时候代码仍有点问题

指令重排序:也是编译器优化的一种方式

调整原有代码的执行顺序,保证逻辑不变的前提下,提高程序的效率

上述代码中,由于t1线程执行完1 3 之后调度走,此时instance 指向的是一个非null的但是未初始化的对象,此时t2线程判定instance == null 不成立就会直接return 如果t2继续使用instance里面的属性和方法,就会出现问题(此时这里的属性都是未初始化的"全0 "值) 就会引起代码逻辑上出现问题

解决上述问题核心思路还是volatile

volatile有两个功能

1.保证内存可见性:每次访问变量必须都要重新读取内存,而不会优化到寄存器/缓存中

2.禁止指令重排序.真对这个被volatile修饰的变量的读写操作相关指令,是不能被重新排序的

class SingletonLazy{private volatile static SingletonLazy instance = null;private static Object locker = new Object();public  static  SingletonLazy getInstance() {if(instance == null) {synchronized (locker) {if(instance == null ){instance = new SingletonLazy();}}}return instance;}public SingletonLazy() {}
}
public class ThreadDemo10 {public static void main(String[] args) {SingletonLazy s1 = SingletonLazy.getInstance();SingletonLazy s2 = SingletonLazy.getInstance();System.out.println(s1 == s2);}}