你写的单例是线程安全的吗?

在日常的编码中,我们可能见过各种各样的单例模式,那么今天通过这篇文章来和大家探讨下单例模式的线程安全性问题,看看我们平时所写的单例模式是不是基于线程安全的。
并发编程的三大要素是:原子性(Atomicity)、可见性(Visibility)、有序性(Ordering)

原子性:一个操作或多个操作要么全部执行完成且执行过程不被中断,要么就不执行。
可见性:当多个线程同时访问同一个变量时,一个线程修改了这个变量的值,其他线程能够立即看得到修改的值。
有序性:程序执行的顺序按照代码的先后顺序执行。

 饿汉模式

publicclassSingleton {
   privatestatic Singleton instance = new Singleton();    
   privateSingleton(){
   }    
   publicstatic Singleton getInstance(){        
      return instance;
   }
}
结论:线程安全、绝对单例
缺点:假设有多个实例或静态方式时,没用到的实例也初始化了,浪费内存

懒汉模式

publicclassSingleton {
   privatestatic Singleton instance = null;

   privateSingleton() {
   }

   publicstatic Singleton getInstance() {
       if (null == instance) {//1
           instance = new Singleton();
       }
       return instance;
   }

}

结论:非线程安全,当多个线程执行到1处会产生多个实例

加方法锁

publicclassSingleton{
   privatestatic Singleton instance = null;

   privateSingleton(){
   }
   publicstaticsynchronized Singleton getInstance(){
       if (null == instance) {
           instance = new Singleton();
       }
       return instance;
   }

}
结论:线程安全,绝对单例

synchronized代码块锁+双重检查

publicclassSingleton{
   privatestatic Singleton instance = null;
   privateSingleton(){
   }
   publicstatic Singleton getInstance(){
       if (null == instance) {
           synchronized (Singleton.class) {
               if (null == instance) { //1
                   instance = new Singleton();
               }
           }
       }
       return instance;
   }

}

分析:大部分情况下是线程安全的,但是在代码块注释1处,如果发生指令重排序,则会出现线程不安全,如
instance = new Singleton();
if (null == instance) {
}
那么如何解决这个问题呢?加valotile关键字即可

publicclassSingleton{
  privatestaticvolatile Singleton instance = null;
  privateSingleton(){
  }
  publicstatic Singleton getInstance(){
      if (null == instance) {
          synchronized (Singleton.class) {
              if (null == instance) { //1
                  instance = new Singleton();
              }
          }
      }
      return instance;
  }

}

valotile作用:内存可见性、禁止指令重排序
结论:线程安全、绝对单例

枚举

publicenum Singleton {
   INSTANCE;
   privateSingleton(){}
}
结论:线程安全、绝对单例,因为创建枚举默认就是线程安全的。
静态内部类

public classSingletonPattern{

   privateSingletonPattern(){
   }

   privatestaticclassSingletonPatternHolder{
       privatestaticfinal SingletonPattern singletonPattern = new SingletonPattern();
   }

   publicstatic SingletonPattern getInstance(){
       return SingletonPatternHolder.singletonPattern;
   }

}


在这个例子中内部类 SingletonPatterHolder 的静态变量 singletonPattern,这个变量是我们需要的那个单例,即外部类 SingletonPattern 的对象,就是那个我们需要的唯一的对象。
当我们调用 SingletonPattern.getInstance() 时,内部类 SingletonPatternHolder 才会初始化,静态变量 singletonPattern 被创建出来
结论:线程安全,绝对单例

上面这么多例子想必大家收获不少,下面再举一个例子,大家看看是不是线程安全的绝对单例

publicclassSingleton {
   
   privatestatic Singleton singleton = null;
   privatestatic Lock lock = new ReentrantLock();
   
   privateSingleton(){}
   
   publicstatic Singleton getInstance(){
       if(singleton == null){
           lock.lock();
           if(singleton == null){
               singleton = new Singleton();
           }
           lock.unlock();
       }
       return  singleton;
   }
}
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