詳解Java單例模式中的餓漢和懶漢模式

更新時間：2023年04月06日 14:28:14 作者：筑夢小子

這篇文章主要介紹了詳解Java單例模式中的餓漢和懶漢模式,單例模式中有兩種模式一種是餓漢模式，一種是懶漢模式,那么他們有什么區(qū)別呢,需要的朋友可以參考下本文

一.什么是單例模式

保證某個類在程序中只存在一份實(shí)例，而不會創(chuàng)建多個實(shí)例，這樣就會提高效率。

在單利模式中一般只提供一個getInstance()方法來獲取實(shí)例對象，不提供setInstance()方法,目的是為了避免再實(shí)例化出其他實(shí)例對象。

其中單例模式中有兩種模式一種是餓漢模式，一種是懶漢模式。

一.餓漢模式

1.餓漢模式的概念

餓漢模式就是在類加載的時候立刻會實(shí)例化，后續(xù)使用就只會出現(xiàn)一份實(shí)例。

2.餓漢模式代碼

package thread.example;
//餓漢模式
public class HungrySingle {
//在類加載的時候就實(shí)例化了，類加載只有一次，所以值實(shí)例化出了一份該實(shí)例對象
    private static HungrySingle instance = new HungrySingle();
    public static HungrySingle getInstance() {
        return instance;
    }
}

3.多線程是否線程安全

在類加載的時候就已經(jīng)實(shí)例化了，所以該實(shí)例化沒有涉及到實(shí)例化的修改操作，只是進(jìn)行讀取操作。在多線程情況下是線程安全的。

二.懶漢模式

1.懶漢模式的概念

在類加載的時候沒有直接實(shí)例化，而是調(diào)用指定實(shí)例方法的時候再進(jìn)行實(shí)例化，這樣就能保證不想使用的時候也不會實(shí)例化。一般來說比餓漢模式的效率高。

2.單線程情況下的懶漢模式

package thread.example;
//單線程的懶漢模式
public class LazySingle {
    private static LazySingle instance = null;
    //只有在調(diào)用該方法的時候才實(shí)例化
    public static LazySingle getInstance() {
        if(instance == null) {
            instance = new LazySingle();
        }
        return instance;
    }
}

3.多線程情況下的懶漢模式

（1）導(dǎo)致懶漢模式在多線程情況下的不安全原因

在多線程的情況下，由于可能兩個線程都會得到一份instance=null，這是因?yàn)槿绻€程1修改了自己縣城中的instance后還沒來得及修改主內(nèi)存中的instance，所導(dǎo)致線程2也實(shí)例化出了一份instance對象，這時候也就不再是單例模式了。主要導(dǎo)致該問題的是由于這里面涉及到了對instance的修改操作，失去了原子性，為了保證原子性，我們想到了加鎖，從而實(shí)現(xiàn)線程安全問題。

（2）解決方法代碼示例

版本1

package thread.example;
//多線程安全下的懶漢模式
    public class LazySingle {
        private LazySingle() {
    }
    private static LazySingle instance = null;
    //只有在調(diào)用該方法的時候才實(shí)例化
    public static synchronized LazySingle getInstance() {
        if (instance == null) {
            instance = new LazySingle();
        }
        return instance;
    }
}

版本1的代碼雖然保證了線程安全，但是每次調(diào)用該方法時還是會出現(xiàn)加鎖解鎖問題，為了進(jìn)一步優(yōu)化，我們可以減小鎖的粒度來提高效率，因?yàn)榧恿随i之后也就和高并發(fā)無緣了，但我們還是想提高效率，所以才會進(jìn)行優(yōu)化。

版本2

雙重if判斷加鎖提高效率

package thread.example;
 
public class SecurityLazyModle {
    private LazySingle() {
    }
    private static volatile SecurityLazyModle instance = null;//保證內(nèi)存可見性，防止編譯器過度優(yōu)化(指令重排序)
    public static SecurityLazyModle getInstance() {
        if(instance == null) {
            synchronized (SecurityLazyModle.class) {
                if(instance == null) {
                    instance = new SecurityLazyModle();
                }
            }
        }
        return instance;
    }
}

版本2的解釋說明

第一層if是為了判斷當(dāng)前是否已經(jīng)把實(shí)例創(chuàng)建出來，第二層synchronized是為了使進(jìn)入當(dāng)前if中的線程來競爭鎖，當(dāng)拿到鎖的線程進(jìn)入到第三層if之后判斷是否為空，不為空就是實(shí)例化對象，然后再釋放鎖，釋放鎖之后，instance已經(jīng)不為空了，后面的線程就被阻擋在了第三層if這里了，之后再來訪問getInstance()方法，發(fā)現(xiàn)該instance已經(jīng)不為空了，也就不用再搶占鎖資源了，因?yàn)楦偁庢i也消耗大量的時間。通過這樣處理，既保證了線程安全，也提高了效率。

這里使用volatile是為了防止編譯器優(yōu)化導(dǎo)致的指令重排序，在進(jìn)行new一個對象不是原子性操作，可以分為三步驟：