GoF23 (二十三种设计模式)可按照:创建型模式、结构性模式、行为型模式三类
创建型模式:
结构性模式:
行为型模式:
初学设计模式:让我们从单例模式开始:
单例模式使⽤场景:
业务系统全局只需要⼀个对象实例,⽐如发号器、 redis 连接对象等
Spring IOC容器中的 bean 默认就是单例
spring boot 中的controller、service、dao层中通过 @Autowired的依赖注⼊对象默认都是单例的
单例模式分类:
懒汉:就是所谓的懒加载,延迟创建对象,需要用的时候再创建对象
饿汉:与懒汉相反,提前创建对象
类加载的时候直接创建对象,不管对象是否会用到!
package com.sqx.gof.single;
/***
* 饿汉式单例,类加载的时候直接创建对象,不管对象是否会用到!
*
* 存在问题:对象如果没有被使用那么,其中data1~4 会占用我们的内存!
*/
public class HungrySingle {
private byte[] data1 = new byte[1024*1024] ;
private byte[] data2 = new byte[1024*1024] ;
private byte[] data3 = new byte[1024*1024] ;
private byte[] data4 = new byte[1024*1024] ;
private HungrySingle(){ //私有构造,只能再类的内部使用,外部不可通过new创造对象
}
private static HungrySingle HUNGRY = new HungrySingle(); //类加载的时候执行
public static HungrySingle getInstance(){
return HUNGRY ;
}
}
需要获取对象的时候,才去创建对象!
package com.sqx.gof.single;
/***
* 懒汉式单例
*/
@SuppressWarnings("ALL")
public class LazySingle {
private LazySingle(){ //私有化构造
System.out.println("当前线程名称:" + Thread.currentThread().getName());
}
private static LazySingle Lazy ;
public static LazySingle getInstance(){ //调用该方法获取对象的时候,才去创建对象!
if (Lazy == null) {
Lazy = new LazySingle();
}
return Lazy ;
}
public static void main(String[] args) {
for (int i = 0; i < 10 ; i++) {
new Thread(() -> {
getInstance() ; //创建十个线程去测试!
}).start();
}
}
}
发现上述代码存在问题如下:
我们发现在多线程的情况下,会发生线程安全问题!
需要加锁,保证我们的线程安全问题 ,这里我们使用的是DCL(double check Lock)双检锁
public static LazySingle getInstance(){ //调用该方法获取对象的时候,才去创建对象!
if (Lazy == null) {
synchronized (LazySingle.class){
if (Lazy == null){
Lazy = new LazySingle();
}
}
}
return Lazy ;
}
看着结果是没问题了,但是在多线程情况下,由于new对象不是原子性操作,上述代码仍然存在指令重排的问题
我们先看一下new 的字节码指令:
// 通过这个复制的引用调用它的构造方法
21: invokespecial #4 // Method "<init>":()V
// 最开始的这个引用用来进行赋值操作
24: putstatic #2 // Field INSTANCE:Lcn/itcast/n5/Singleton;
此时我们的发生指令重排,先执行赋值操作,将空的实例对象返回(此时Lazy实例已经有值了),然后执行构造初始化对象!
就在我们的的初始化执行一半,线程t2过来了,发现Lazy不为null,执行 return Lazy;我们此时返回还是未被初始化的对象,所
以问题就此发生!!
通过volatile解决指令重排问题即可:
private static volatile LazySingle Lazy ;
对volatile修饰的变量进行写操作的时候,在写操作后加上内存屏障,使得写屏障之前的代码不会发生指令重排!
小结
饿汉式单例模式,当类加载的时候就直接实例化对象,因此不需要考虑线程安全问题。
懒汉与饿汉式如何选择?
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