目前看了java并发的书,记录一下。对于java的单例模式,正确的代码应该为:
public class TestInstance {
private volatile static TestInstance instance;
public static TestInstance getInstance() { //1
if (instance == null) { //2
synchronized (TestInstance.class) {//3
if (instance == null) { //4
instance = new TestInstance();//5
}
}
}
return instance;//6
}
}
以前不了解为什么需要volatile关键字,后来发现在并发情况下,如果没有volatile关键字,在第5行会出现问题
对于第5行
instance = new TestInstance();
可以分解为3行伪代码
1 memory=allocate();// 分配内存 相当于c的malloc
2 ctorInstanc(memory) //初始化对象
3 instance=memory //设置instance指向刚分配的地址
上面的代码在编译器运行时,可能会出现重排序 从1-2-3 排序为1-3-2
如此在多线程下就会出现问题
例如现在有2个线程A,B
线程A在执行第5行代码时,B线程进来,而此时A执行了 1和3,没有执行2,此时B线程判断instance不为null 直接返回一个未初始化的对象,就会出现问题
而用了volatile,上面的重排序就会在多线程环境中禁止,不会出现上述问题。
静态内部类模式:
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public class SingleTon{
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private SingleTon(){}
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private static class SingleTonHoler{
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private static SingleTon INSTANCE = new SingleTon();
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}
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public static SingleTon getInstance(){
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return SingleTonHoler.INSTANCE;
-
}
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}
静态内部类的优点是:外部类加载时并不需要立即加载内部类,内部类不被加载则不去初始化INSTANCE,故而不占内存。即当SingleTon第一次被加载时,并不需要去加载SingleTonHoler,只有当getInstance()方法第一次被调用时,才会去初始化INSTANCE,第一次调用getInstance()方法会导致虚拟机加载SingleTonHoler类,这种方法不仅能确保线程安全,也能保证单例的唯一性,同时也延迟了单例的实例化。
那么,静态内部类又是如何实现线程安全的呢?首先,我们先了解下类的加载时机。
类加载时机:JAVA虚拟机在有且仅有的5种场景下会对类进行初始化。
1.遇到new、getstatic、setstatic或者invikestatic这4个字节码指令时,对应的java代码场景为:new一个关键字或者一个实例化对象时、读取或设置一个静态字段时(final修饰、已在编译期把结果放入常量池的除外)、调用一个类的静态方法时。
2.使用java.lang.reflect包的方法对类进行反射调用的时候,如果类没进行初始化,需要先调用其初始化方法进行初始化。
3.当初始化一个类时,如果其父类还未进行初始化,会先触发其父类的初始化。
4.当虚拟机启动时,用户需要指定一个要执行的主类(包含main()方法的类),虚拟机会先初始化这个类。
5.当使用JDK 1.7等动态语言支持时,如果一个java.lang.invoke.MethodHandle实例最后的解析结果REF_getStatic、REF_putStatic、REF_invokeStatic的方法句柄,并且这个方法句柄所对应的类没有进行过初始化,则需要先触发其初始化。
这5种情况被称为是类的主动引用,注意,这里《虚拟机规范》中使用的限定词是"有且仅有",那么,除此之外的所有引用类都不会对类进行初始化,称为被动引用。静态内部类就属于被动引用的行列。
我们再回头看下getInstance()方法,调用的是SingleTonHoler.INSTANCE,取的是SingleTonHoler里的INSTANCE对象,跟上面那个DCL方法不同的是,getInstance()方法并没有多次去new对象,故不管多少个线程去调用getInstance()方法,取的都是同一个INSTANCE对象,而不用去重新创建。当getInstance()方法被调用时,SingleTonHoler才在SingleTon的运行时常量池里,把符号引用替换为直接引用,这时静态对象INSTANCE也真正被创建,然后再被getInstance()方法返回出去,这点同饿汉模式。那么INSTANCE在创建过程中又是如何保证线程安全的呢?在《深入理解JAVA虚拟机》中,有这么一句话:
虚拟机会保证一个类的<clinit>()方法在多线程环境中被正确地加锁、同步,如果多个线程同时去初始化一个类,那么只会有一个线程去执行这个类的<clinit>()方法,其他线程都需要阻塞等待,直到活动线程执行<clinit>()方法完毕。如果在一个类的<clinit>()方法中有耗时很长的操作,就可能造成多个进程阻塞(需要注意的是,其他线程虽然会被阻塞,但如果执行<clinit>()方法后,其他线程唤醒之后不会再次进入<clinit>()方法。同一个加载器下,一个类型只会初始化一次。),在实际应用中,这种阻塞往往是很隐蔽的。
故而,可以看出INSTANCE在创建过程中是线程安全的,所以说静态内部类形式的单例可保证线程安全,也能保证单例的唯一性,同时也延迟了单例的实例化。
那么,是不是可以说静态内部类单例就是最完美的单例模式了呢?其实不然,静态内部类也有着一个致命的缺点,就是传参的问题,由于是静态内部类的形式去创建单例的,故外部无法传递参数进去,例如Context这种参数,所以,我们创建单例时,可以在静态内部类与DCL模式里自己斟酌。