双重检测实现
/**
* 懒汉模式->双重同步锁单例模式
*/
public class SingletonExample5 {
private SingletonExample5() {
}
//volatile + 双重检测机制 -> 禁止指令重排序
private static volatile SingletonExample5 instance = null;
/**
* synchronized导致性能开销增加
*/
private static SingletonExample5 getInstance() {
if (null == instance) { //双重检测机制
synchronized (SingletonExample5.class) { //同步锁
if (null == instance) {
instance = new SingletonExample5();
}
}
}
return instance;
}
}
上述为经典的双重检测实现java单例类.
需要注意，如果单例实体instance未被volatile修饰，则双重检测的实现方式线程不安全.
从逻辑上，双重检测是正确的，但这是建立在cpu或者jvm未对指令进行重排序操作.
将java创建对象分为以下三个步骤执行：
- 分配对象内存空间；
- 初始化对象；
- instance指向分配的内存空间.
在实际的操作过程中，可能发生指令重排序，选择可能场景：执行步骤为1、3、2.
假设有A、B两个线程去执行getInstance：
- A线程执行完1,3步骤，此时
instance非空，但是对象尚未完成初始化操作： - B线程此时访问
instance，发现非空，传递给用户使用. - B线程此时拿到的
instance实例未完成初始化，后果自行想象.
因此，为了避免cpu或者jvm对指令进行重排序，使用volatile强制避免重排序即可实现线程安全.
Tips:
getInstance函数可以被synchronized以保证线程安全，但是synchronized在高并发环境下会导致性能损耗严重,因此我们下沉synchronized至函数内部，尽可能缩小同步范围.
枚举类实现
/**
* 枚举模式：单词调用（需要时构造），线程安全
*/
@Slf4j
public class SingletonExample7 {
private SingletonExample7() {
}
private static SingletonExample7 getInstance() {
return Singleton.INSTANCE.getInstance();
}
private enum Singleton {
INSTANCE;
private SingletonExample7 singletonExample7;
//jvm保证方法只被调用一次
Singleton() {
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
log.info("枚举类构造函数运行");
singletonExample7 = new SingletonExample7();
}
public SingletonExample7 getInstance() {
return singletonExample7;
}
}
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
//测试：枚举类实现单例类是否是懒加载
for (int i = 0; i < 3; i++) {
log.info("枚举类实现单例");
Thread.sleep(2000);
}
System.out.println(getInstance().hashCode());
System.out.println(getInstance().hashCode());
}
}
使用枚举类实现线程安全单例，相较于双重检测方式较为简单.jvm保证枚举类只会被调用一次，构造函数为私有.
此外，实现上述代码可以发现，枚举类实现单例是懒加载模式，只在getInstance时创建并初始化对象.
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