在java中使用單例模式時需要注意哪些事項

這篇文章將為大家詳細講解有關在java中使用單例模式時需要注意哪些事項，文章內容質量較高，因此小編分享給大家做個參考，希望大家閱讀完這篇文章后對相關知識有一定的了解。

java單例模式

單例模式的兩種方法：懶漢式和餓漢式

首先說說類什么時候進行加載？

java虛擬機沒有進行強制性的約束，但是對于初始化卻嚴格規定了有且只有4種情況必須先對類進行初始化。

我們要知道的是在類加載的過程中，加載、驗證、準備是在初始化之前完成的，所以進行了初始化，加載、驗證、準備自然就在之前完成了。

然后這四種情況是分別遇到 new 、 getstatic 、 putstatic 和 invokestatic 這四條指令時，如果對應的類沒有初始化，則要對對應的類先進行初始化。

講完類加載時機，就可以講懶漢式和餓漢式了。

直接先說說懶漢式為什么是線程不安全的？

先看最開始的代碼：

public class Student2 {

  //1：構造私有
  private Student2(){}
  //2：定義私有靜態成員變量，先不初始化
  private static Student2 student = null;

  //3：定義公開靜態方法，獲取本身對象
  public static Student2 getSingletonInstance(){
    //沒有對象，再去創建
    if (student == null) {
      student = new Student2();
    }
    //有對象就返回已有對象
    return student;
  }  
}

結合之前講的類加載內容，遇到new或加載靜態方法了就會進行類加載了。

線程1它new了一個對象，線程2它緊接著也new一個對象，第二個對象的值把第一個對象的值覆蓋了，不管new了多少個對象，都會產生垃圾對象，只有最后一個對象才會保持住，其他對象都會變成不可達對象，被垃圾回收，這個過程就相當于產生了大量無效對象，這就是線程不安全的原因！

那為了讓懶漢式變得線程安全，我們要怎么做？

看代碼：

public class Student4 {

  private volatile static Student4 student = null;
  private Student4() {}

  public static Student4 getSingletonInstance() {
    if (student == null) {//第一個null判斷，是先大范圍過濾一遍
      synchronized (Student4.class) {
        if (student == null) {
          student = new Student4();
        }
      }
    }
    return student;
  }
}

這個叫雙重檢查鎖DCL，第一個if先大范圍判斷是不是空值，經過synchronized，線程1先進去執行完后，線程2才能進去，然后第二個if判斷是否完成創建類的實例，線程1創建完了，線程2就不用創建了。

那為什么要加volatile關鍵字呢？

因為我們Student student = new Student()的執行過程是：

1、new觸發類加載機制(已經被加載過的類不需要再次加載)

2、分配內存空間

3、將對象進行初始化4、講對象引用地址賦值給棧空間中的變量但我們JVM中的JIT即時編輯器會對代碼的執行過程進行優化，把過程變為1、2、4、3。

這是什么意思呢？就是未經初始化直接賦值，這樣就是student直接有值了，但整個對象還未初始化完成，所以這個對象是不完整的，是個未成品。在JVM規范中，它是一個根本不能用的對象。

到了這個時候，線程1做了這么多事，我們讓它休息會，給CPU稍微停一下，線程2就來了，它就直接得到了對象，但它調用對象的方法時，就會報錯。雖然這個對象有值，但還未初始化完成。所以我們要加上volatile關鍵字禁止指令重新排序。

面試重災區說的差不多了，餓漢式還是要講講。

最后就說說餓漢式為什么沒有線程安全問題？

看代碼：

public class Student1 {
  // 2：成員變量初始化本身對象
  private static Student1 student = new Student1();
  // 構造私有
  private Student1() {
  }
  // 3：對外提供公共方法獲取對象
  public static Student1 getSingletonInstance() {
    return student;
  }
  public void sayHello(String name) {
    System.out.println("hello," + name);
  }
}

根據類加載的東西，在多線程的條件下，線程1先執行getSingletonInstance()時，就會進行類加載，類的靜態資源就會進行初始化。根據JVM安全機制里說的，當一個類被JVM加載的時候，該類的加載是線程安全的，相當于JVM對該過程加鎖了。所以整個過程處于一個鎖的范圍內，然后靜態成員變量進行初始化就相當于Student1()被new了，只會被new一次。

當第二個線程進來，它就發現這個類已經被加載了，就不需要進行加載了，對象也不需要頻繁創建，所以線程是安全的！

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