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  • Java中的模式--单态

    发布:  来源:  时间: 2015年01月06日

  • ...

  • 单态定义:

    Singleton模式主要作用是保证在Java应用程序中,一个类Class只有一个实例存在。

    Singleton模式就为我们提供了这样实现的可能。使用Singleton的好处还在于可以节省内存,因为它限制了实例的个数,有利于Java垃圾回收(garbage collection)。

    使用Singleton注意事项:

    有时在某些情况下,使用Singleton并不能达到Singleton的目的,如有多个Singleton对象同时被不同的类装入器装载;在EJB这样的分布式系统中使用也要注意这种情况,因为EJB是跨服务器,跨JVM的

    单态模式的演化:

    单态模式是个简单的模式,但是这个简单的模式也有很多复杂的东西。

    (注意:在这里补充一下,现在单态模式其实有一个写法是不错的见这里:http://www.blogjava.net/dreamstone/archive/2007/02/27/101000.html,但还是建议看完这篇文章,因为解释的事情是不一样的,这里说的是为什么double-checked不能使用.)

    一,首先最简单的单态模式,单态模式1

    import java.util.*;

    class Singleton

    {

    private static Singleton instance;

    private Vector v;

    private boolean inUse;

    private Singleton()

    {

    v = new Vector();

    v.addElement(new Object());

    inUse = true;

    }

    public static Singleton getInstance()

    {

    if (instance == null) //1

    instance = new Singleton(); //2

    return instance; //3

    }

    }

    这个单态模式是不安全的,为什么说呢 ?因为没考虑多线程,如下情况

    Thread 1 调用getInstance() 方法,并且判断instance是null,然後进入if模块,

    在实例化instance之前,

    Thread 2抢占了Thread 1的cpu

    Thread 2 调用getInstance() 方法,并且判断instance是null,然後进入if模块,

    Thread 2 实例化instance 完成,返回

    Thread 1 再次实例化instance

    这个单态已经不在是单态

    二,为了解决刚才的问题:单态模式2

    public static synchronized Singleton getInstance()

    {

    if (instance == null) //1

    instance = new Singleton(); //2

    return instance; //3

    }

    采用同步来解决,这种方式解决了问题,但是仔细分析正常的情况下只有第一次时候,进入对象的实例化,须要同步,其它时候都是直接返回已经实例化好的instance不须要同步,大家都知到在一个多线程的程序中,如果同步的消 是很大的,很容易造成瓶颈

    三,为了解决上边的问题:单态模式3,加入同步

    public static Singleton getInstance()

    {

    if (instance == null)

    {

    synchronized(Singleton.class) {

    instance = new Singleton();

    }

    }

    return instance;

    }

    同步改成块同步,而不使用函数同步,但是仔细分析,

    又回到了模式一的状态,再多线程的时候根本没有解决问题

    四,为了对应上边的问题:单态模式4,也就是很多人采用的Double-checked locking

    public static Singleton getInstance()

    {

    if (instance == null)

    {

    synchronized(Singleton.class) { //1

    if (instance == null) //2

    instance = new Singleton(); //3

    }

    }

    return instance;

    }

    这样,模式一中提到的问题解决了。不会出现多次实例化的现象

    当第一次进入的时候,保正实例化时候的单态,在实例化后,多线程访问的时候直接返回,不须要进入同步模块,既实现了单态,又没有损失性能。表面上看我们的问题解决了,但是再仔细分析:

    我们来假象这中情况:

    Thread 1 :进入到//3位置,执行new Singleton(),但是在构造函数刚刚开始的时候被Thread2抢占cpu

    Thread 2 :进入getInstance(),判断instance不等于null,返回instance,

    (instance已经被new,已经分配了内存空间,但是没有初始化数据)

    Thread 2 :利用返回的instance做某些操做,失败或者异常

    Thread 1 :取得cpu初始化完成

    过程中可能有多个线程取到了没有完成的实例,医学期刊并用这个实例作出某些操做。

    -----------------------------------------

    出现以上的问题是因为

    mem = allocate(); //分配内存

    instance = mem; //标记instance非空

    //未执行构造函数,thread 2从这里进入

    ctorSingleton(instance); //执行构造函数

    //返回instance

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