设计模式之单例模式与线程安全问题

前言

单例模式分为“饿汉模式”与“懒汉模式”。今天我们来聊聊单例模式，特别是在多线程中我们需要特别注意。

饿汉模式

class Singleton{
    private static Singleton singleton = new Singleton();

    private Singleton(){}

    public static Singleton getInstance(){
        return singleton;
    }
}

这种模式称之为单例模式的饿汉模式。该模式是线程安全的。

懒汉模式

class LazySingleton{
    private static LazySingleton lazySingleton;

    private LazySingleton(){}

    public static LazySingleton getInstance(){
        if(lazySingleton == null){
            lazySingleton = new LazySingleton();
        }
        return lazySingleton;
    }
}

这种方式为单例模式的懒汉模式，只有在第一次调用的时候才会去初始化对象。这种情况在多线程情况下会出现非线程安全问题。那么我们就来解决懒汉模式的线程安全问题。

同步方法解决

class LazySingleton{
    private static LazySingleton lazySingleton;

    private LazySingleton(){}

    synchronized public static LazySingleton getInstance(){
        if(lazySingleton == null){
            lazySingleton = new LazySingleton();
        }
        return lazySingleton;
    }
}

使用synchronized关键字把get方法设置为同步方法，可以解决线程安全问题，但是效率低是一个问题，那么我们考虑优化一下这个效率，我们可以使用同步代码块，因为我们只是在初始化处会出现线程安全问题。

同步代码块解决

class LazySingleton{
    private static LazySingleton lazySingleton;

    private LazySingleton(){}

    public static LazySingleton getInstance(){
        synchronized(LazySingleton.class) {
            if (lazySingleton == null) {
                lazySingleton = new LazySingleton();
            }
        }
        return lazySingleton;
    }
}

同步代码块也可以解决线程安全问题，但是上面的方式其实跟同步方法效率上没有什么很大不同。我们关键的同步代码其实是lazySingleton = new LazySingleton();只要给它加上同步标识就可以，但是这样会有一个问题就是多个线程判断了需要初始化该类实例，但只能有一个操作，后面的阻塞，这个时候一但前面线程实例化完后，后面的线程又会实例化，所以我们需要进行再次的检查，判断是否已经实例化了，这就是DCL（双重检查）实现更细粒度的同步代码块。

DCL解决

class LazySingleton{
    private static LazySingleton lazySingleton;

    private LazySingleton(){}

    public static LazySingleton getInstance(){
        if(lazySingleton == null) {
            synchronized (LazySingleton.class) {
                if (lazySingleton == null) {
                    lazySingleton = new LazySingleton();
                }
            }
        }
        return lazySingleton;
    }
}

那么说到这里就把单例模式介绍完了，上述问题中如果有什么错误的地方，请留言告诉我，我会第一时间修改，以防止误导读者。谢谢！