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- 本章難度：
- 本章重點(diǎn)：介紹創(chuàng)建Java單例對(duì)象的七種方式，重點(diǎn)掌握哪些創(chuàng)建方式是線程安全的，哪些方式是線程不安全的，并能夠在實(shí)際項(xiàng)目中靈活運(yùn)用設(shè)計(jì)模式，編寫可維護(hù)的代碼。
大家好，我是冰河~~
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今天給大家介紹《Java極簡(jiǎn)設(shè)計(jì)模式》的第01章，單例設(shè)計(jì)模式（Singleton），多一句沒有，少一句不行，用最簡(jiǎn)短的篇幅講述設(shè)計(jì)模式最核心的知識(shí)，好了，開始今天的內(nèi)容。
單例設(shè)計(jì)模式
看幾個(gè)單例對(duì)象的示例代碼，其中有些代碼是線程安全的，有些則不是線程安全的，需要大家細(xì)細(xì)品味，這些代碼也是冰河本人在高并發(fā)環(huán)境下測(cè)試驗(yàn)證過的。
- 代碼一：SingletonExample1
這個(gè)類是懶漢模式，并且是線程不安全的
package io.binghe.concurrency.example.singleton;
/**
* @author binghe
* @version 1.0.0
* @description 懶漢模式，單例實(shí)例在第一次使用的時(shí)候進(jìn)行創(chuàng)建，這個(gè)類是線程不安全的
*/
public class SingletonExample1 {
private SingletonExample1(){}
private static SingletonExample1 instance = null;
public static SingletonExample1 getInstance(){
//多個(gè)線程同時(shí)調(diào)用，可能會(huì)創(chuàng)建多個(gè)對(duì)象
if (instance == null){
instance = new SingletonExample1();
}
return instance;
}
}- 代碼二：SingletonExample2
餓漢模式，單例實(shí)例在類裝載的時(shí)候進(jìn)行創(chuàng)建，是線程安全的
package io.binghe.concurrency.example.singleton;
/**
* @author binghe
* @version 1.0.0
* @description 餓漢模式，單例實(shí)例在類裝載的時(shí)候進(jìn)行創(chuàng)建，是線程安全的
*/
public class SingletonExample2 {
private SingletonExample2(){}
private static SingletonExample2 instance = new SingletonExample2();
public static SingletonExample2 getInstance(){
return instance;
}
}- 代碼三：SingletonExample3
懶漢模式，單例實(shí)例在第一次使用的時(shí)候進(jìn)行創(chuàng)建，這個(gè)類是線程安全的，但是這個(gè)寫法不推薦
package io.binghe.concurrency.example.singleton;
/**
* @author binghe
* @version 1.0.0
* @description 懶漢模式，單例實(shí)例在第一次使用的時(shí)候進(jìn)行創(chuàng)建，這個(gè)類是線程安全的，但是這個(gè)寫法不推薦
*/
public class SingletonExample3 {
private SingletonExample3(){}
private static SingletonExample3 instance = null;
public static synchronized SingletonExample3 getInstance(){
if (instance == null){
instance = new SingletonExample3();
}
return instance;
}
}- 代碼四：SingletonExample4
懶漢模式（雙重鎖同步鎖單例模式），單例實(shí)例在第一次使用的時(shí)候進(jìn)行創(chuàng)建，但是，這個(gè)類不是線程安全的?。。。。?/p>
package io.binghe.concurrency.example.singleton;
/**
* @author binghe
* @version 1.0.0
* @description 懶漢模式（雙重鎖同步鎖單例模式）
* 單例實(shí)例在第一次使用的時(shí)候進(jìn)行創(chuàng)建，這個(gè)類不是線程安全的
*/
public class SingletonExample4 {
private SingletonExample4(){}
private static SingletonExample4 instance = null;
//線程不安全
//當(dāng)執(zhí)行instance = new SingletonExample4();這行代碼時(shí)，CPU會(huì)執(zhí)行如下指令：
//1.memory = allocate() 分配對(duì)象的內(nèi)存空間
//2.ctorInstance() 初始化對(duì)象
//3.instance = memory 設(shè)置instance指向剛分配的內(nèi)存
//單純執(zhí)行以上三步?jīng)]啥問題，但是在多線程情況下，可能會(huì)發(fā)生指令重排序。
// 指令重排序?qū)尉€程沒有影響，單線程下CPU可以按照順序執(zhí)行以上三個(gè)步驟，但是在多線程下，如果發(fā)生了指令重排序，則會(huì)打亂上面的三個(gè)步驟。
//如果發(fā)生了JVM和CPU優(yōu)化，發(fā)生重排序時(shí)，可能會(huì)按照下面的順序執(zhí)行：
//1.memory = allocate() 分配對(duì)象的內(nèi)存空間
//3.instance = memory 設(shè)置instance指向剛分配的內(nèi)存
//2.ctorInstance() 初始化對(duì)象
//假設(shè)目前有兩個(gè)線程A和B同時(shí)執(zhí)行g(shù)etInstance()方法，A線程執(zhí)行到instance = new SingletonExample4(); B線程剛執(zhí)行到第一個(gè) if (instance == null){處，
//如果按照1.3.2的順序，假設(shè)線程A執(zhí)行到3.instance = memory 設(shè)置instance指向剛分配的內(nèi)存，此時(shí)，線程B判斷instance已經(jīng)有值，就會(huì)直接return instance;
//而實(shí)際上，線程A還未執(zhí)行2.ctorInstance() 初始化對(duì)象，也就是說線程B拿到的instance對(duì)象還未進(jìn)行初始化，這個(gè)未初始化的instance對(duì)象一旦被線程B使用，就會(huì)出現(xiàn)問題。
public static SingletonExample4 getInstance(){
if (instance == null){
synchronized (SingletonExample4.class){
if(instance == null){
instance = new SingletonExample4();
}
}
}
return instance;
}
}線程不安全分析如下：
當(dāng)執(zhí)行instance = new SingletonExample4();這行代碼時(shí)，CPU會(huì)執(zhí)行如下指令：
1.memory = allocate() 分配對(duì)象的內(nèi)存空間 2.ctorInstance() 初始化對(duì)象 3.instance = memory 設(shè)置instance指向剛分配的內(nèi)存
單純執(zhí)行以上三步?jīng)]啥問題，但是在多線程情況下，可能會(huì)發(fā)生指令重排序。
指令重排序?qū)尉€程沒有影響，單線程下CPU可以按照順序執(zhí)行以上三個(gè)步驟，但是在多線程下，如果發(fā)生了指令重排序，則會(huì)打亂上面的三個(gè)步驟。
如果發(fā)生了JVM和CPU優(yōu)化，發(fā)生重排序時(shí)，可能會(huì)按照下面的順序執(zhí)行：
1.memory = allocate() 分配對(duì)象的內(nèi)存空間 3.instance = memory 設(shè)置instance指向剛分配的內(nèi)存 2.ctorInstance() 初始化對(duì)象
假設(shè)目前有兩個(gè)線程A和B同時(shí)執(zhí)行g(shù)etInstance()方法，A線程執(zhí)行到instance = new SingletonExample4(); B線程剛執(zhí)行到第一個(gè) if (instance == null){處，如果按照1.3.2的順序，假設(shè)線程A執(zhí)行到3.instance = memory 設(shè)置instance指向剛分配的內(nèi)存，此時(shí)，線程B判斷instance已經(jīng)有值，就會(huì)直接return instance;而實(shí)際上，線程A還未執(zhí)行2.ctorInstance() 初始化對(duì)象，也就是說線程B拿到的instance對(duì)象還未進(jìn)行初始化，這個(gè)未初始化的instance對(duì)象一旦被線程B使用，就會(huì)出現(xiàn)問題。
- 代碼五:SingletonExample5
懶漢模式（雙重鎖同步鎖單例模式）單例實(shí)例在第一次使用的時(shí)候進(jìn)行創(chuàng)建，這個(gè)類是線程安全的，使用的是 volatile + 雙重檢測(cè)機(jī)制來禁止指令重排達(dá)到線程安全
package io.binghe.concurrency.example.singleton;
/**
* @author binghe
* @version 1.0.0
* @description 懶漢模式（雙重鎖同步鎖單例模式）
* 單例實(shí)例在第一次使用的時(shí)候進(jìn)行創(chuàng)建，這個(gè)類是線程安全的
*/
public class SingletonExample5 {
private SingletonExample5(){}
//單例對(duì)象 volatile + 雙重檢測(cè)機(jī)制來禁止指令重排
private volatile static SingletonExample5 instance = null;
public static SingletonExample5 getInstance(){
if (instance == null){
synchronized (SingletonExample5.class){
if(instance == null){
instance = new SingletonExample5();
}
}
}
return instance;
}
}- 代碼六：SingletonExample6
餓漢模式，單例實(shí)例在類裝載的時(shí)候（使用靜態(tài)代碼塊）進(jìn)行創(chuàng)建，是線程安全的
package io.binghe.concurrency.example.singleton;
/**
* @author binghe
* @version 1.0.0
* @description 餓漢模式，單例實(shí)例在類裝載的時(shí)候進(jìn)行創(chuàng)建，是線程安全的
*/
public class SingletonExample6 {
private SingletonExample6(){}
private static SingletonExample6 instance = null;
static {
instance = new SingletonExample6();
}
public static SingletonExample6 getInstance(){
return instance;
}
}- 代碼七：SingletonExample7
枚舉方式進(jìn)行實(shí)例化，是線程安全的，此種方式也是線程最安全的
package io.binghe.concurrency.example.singleton;
/**
* @author binghe
* @version 1.0.0
* @description 枚舉方式進(jìn)行實(shí)例化，是線程安全的，此種方式也是線程最安全的
*/
public class SingletonExample7 {
private SingletonExample7(){}
public static SingletonExample7 getInstance(){
return Singleton.INSTANCE.getInstance();
}
private enum Singleton{
INSTANCE;
private SingletonExample7 singleton;
//JVM保證這個(gè)方法絕對(duì)只調(diào)用一次
Singleton(){
singleton = new SingletonExample7();
}
public SingletonExample7 getInstance(){
return singleton;
}
}
}本文名稱：我們一起聊聊Java極簡(jiǎn)設(shè)計(jì)模式：?jiǎn)卫Ｊ剑⊿ingleton）
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