线程安全且按需构建的单例模式

2022-09-29 15:03:10 浏览数 (1)

单例模式,即保证某个类只有一个实例,网上有很多构造单例的方法,或多或少有其缺陷。如DCL(double check lock)模式,不能保证对象能被正确发布。

使用静态变量

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

这个能保证安全性,但是在不需要引用对象的instance时,对象也可能被创建,会造成资源浪费

Double Check Lock(DCL)

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

这个是网上流传的非常广泛的单例模式构造方法,据说既能保证安全性,又能按需创建。这个会有潜在的bug。

主要在于instance= new CarFactory()这句,这并非是一个原子操作,事实上在 JVM 中这句话大概做了下面 3 件事情。

  1. 给 Singleton()分配内存
  2. 调用 Singleton 的构造函数来初始化成员变量,形成实例
  3. 将singleton对象指向分配的内存空间(执行完这步 singleton才是非 null 了)

但是在 JVM 的即时编译器中存在指令重排序的优化。也就是说上面的第二步和第三步的顺序是不能保证的,最终的执行顺序可能是 1-2-3 也可能是 1-3-2。如果是后者,则在 3 执行完毕、2 未执行之前,被线程二抢占了,这时 instance 已经是非 null 了(但却没有初始化),所以线程二会直接返回 instance,然后使用,然后顺理成章地报错。

线程安全&&按需创建

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public class CarFactory {
  private CarFactory(){
  }
  private static class SingleInstance{
    static CarFactory instance = new CarFactory();
  }
  public static CarFactory getInstance(){
    return SingleInstance.instance;
  }
}

只有在调用getInstance()方法时,才能创建CarFactory实例。这样达到了延迟加载的目的,而且保证了线程安全性。

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