懒汉式单例模式

继续上一篇饿汉式单例模式

为了解决饿汉式单例模式，带来的内存占用问题，于是就出现了懒汉式单例的写法，懒汉式单例模式的特点是，单例对象要在被使用时才会初始化，下面看懒汉式单例模式的简单实现。

懒汉单例，在测试时可以将断点打在创建懒汉单例处。

public class LazySimpleSingleton {
	private static LazySimpleSingleton lazySimpleSingleton = null;
	private LazySimpleSingleton() {};
	
	//懒汉式单例，使用时才实例化
	//但是存在线程安全问题，多个线程同时调用可能出现两个实例
	public static LazySimpleSingleton getInstance() {
		if(lazySimpleSingleton == null) {
			lazySimpleSingleton = new LazySimpleSingleton();//断点位置模拟CUP执行顺利
		}
		return lazySimpleSingleton;
	}
}

线程类，创建多线程，模拟线程安全问题。

public class MyThread implements Runnable{
	public void run() {
		LazySimpleSingleton lazy = LazySimpleSingleton.getInstance();
		System.out.println("lazy:" + lazy);
	}
}

测试类，打印输出结果

public class LazyTest {
	public static void main(String[] args) {
		Thread one = new Thread(new MyThread());
		Thread two = new Thread(new MyThread());
		
		one.start();
		two.start();
		System.out.println("OK");
	}
}

控制台，创建了两个实例，破坏了单例模式。

通过多线程方式，我们发现在线程环境下LazysimpleSingleton被实例化了两次，也就说这种懒汉式存在线程安全隐患。那么，我们如何来优化代码，使得懒汉式单例模式在线程环境下安全呢?来看下面的代码给getlnstance()加上synchronized关键字,使这个方法变成线程同步方法∶

public class LazySyncSimpleSingleton {
	private static LazySyncSimpleSingleton lazySimpleSingleton = null;
	private LazySyncSimpleSingleton() {};
	
	//懒汉式单例，使用时才实例化
	//利用加锁机制，一次只允许一个线程访问，但是会造成任务排队现象
	public static synchronized LazySyncSimpleSingleton getInstance() {
		if(lazySimpleSingleton == null) {
			lazySimpleSingleton = new LazySyncSimpleSingleton();
		}
		return lazySimpleSingleton;
	}
}

上图通synchronized加锁在整个方法，线程安全的问题解决了。但是，用synchronized加锁时，在线程数量比较多的情况下，如果CPU分配压力上升,则会导致大批线程阻塞，从而导致程序性能大幅下降。那么，有没有一种更好的方式，既能兼顾线程安全又能提升程序性能呢?答案是肯定的。我们来看双重检查锁的单例模式∶

public class LazyDoubleCheckSingleton {
	private static LazyDoubleCheckSingleton lazySimpleSingleton = null;
	private LazyDoubleCheckSingleton() {};
	
	//双重锁机制
	//如果存在则直接反回，如果不存在则加锁，并进行二次判断是否存在
	public static  LazyDoubleCheckSingleton getInstance() {
		if(lazySimpleSingleton == null) {
			synchronized(LazyDoubleCheckSingleton.class) {
				if(lazySimpleSingleton == null) {
					lazySimpleSingleton = new LazyDoubleCheckSingleton();
				}
			}
		}
		
		return lazySimpleSingleton;
	}
}

但是，用到synchronized关键字总归要上锁，对程序性能还是存在一定影响的。有没有更好的方式，对内存与性能都有优化呢？当然有，我们可以从类初始化的角度来考虑，看下面的代码，采用静态内部类的方式:

public class LazyInnerClassSingleton {
	private LazyInnerClassSingleton() {};

	// 懒汉式单例，静态内部类
	// 如果方法没有使用，内部类不会加载
	public static final LazyInnerClassSingleton getInstance() {
		// 返回结果时，先加载内部类
		return MyInnerClass.sing;
	}

	// 默认不加载 ，只创建一次
	private static class MyInnerClass {
		private static final LazyInnerClassSingleton sing = new LazyInnerClassSingleton();
	}
}

这种方式兼顾了饿汉式单例模式的内存浪费问题和synchronized的性能问题。内部类一定是要在方法调用之前初始化，巧妙地避免了线程安全问题。

懒汉式单例模式

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