设计模式——单例模式

说明

单例对象（Singleton）是一种常用的设计模式。在Java应用中，单例对象能保证在一个JVM中，该对象只有一个实例存在。
单例模式适用于经常被访问的对象，或是创建和销毁需要调用大量资源和时间的对象，使用单例模式可以避免频繁创建和销毁对象。单例模式的常用实现方法有 4 种：饿汉模式、懒汉模式、静态内部类和枚举。从写法的简洁性、线程安全性和代码的易懂性等方面综合来看，博主比较推荐使用枚举或懒汉模式来实现单例模式。

示例

下面看下单例模式的代码实现

class Singleton{
    //持有私有静态实例，防止被引用，此处赋值为null，目的是实现延迟加载
    private static ?Singleton $instance=null;

    // 禁止被实例化
    private function __construct(){}

    // 禁止被克隆
    private function __clone(){}

    public static function getInstance(): Singleton{
        //if (!self::$instance){    有线程安全问题
        if (!self::$instance instanceof self){
            self::$instance = new self();
        }
        return self::class Singleton{
    //持有私有静态实例，防止被引用，此处赋值为null，目的是实现延迟加载
    private static ?Singleton $instance=null;

    // 禁止被实例化
    private function __construct(){}

    // 禁止被克隆
    private function __clone(){}

    public static function getInstance(): Singleton{
        //if (!self::$instance){    有线程安全问题
        if (!self::$instance instanceof self){
            self::$instance = new self();
        }
        return self::$instance;
    }
}

如果使用if (!self::$instance){ 会有线程安全问题

• a. A、B线程同时进入了getInstance
• b. A首先进入if判断，由于instance为null，所以它执行self::$instance = new self();
• c. 由于内存的优化机制，会先划出了一些分配给Singleton实例的空白内存，并赋值给instance成员（注意此时内存没有开始初始化这个实例），然后A离开了if代码块。
• d. B进入if判断，由于instance此时不是null，因此它马上离开了if代码块并将结果返回给调用该方法的程序。
• e. 此时B线程打算使用Singleton实例，却发现它没有被初始化，于是错误发生了。
  改为if (!self::$instance instanceof self){即可

总结

单例模式有几个好处：
1、某些类创建比较频繁，对于一些大型的对象，这是一笔很大的系统开销。
2、省去了new操作符，降低了系统内存的使用频率，减轻GC压力。
3、有些类如交易所的核心交易引擎，控制着交易流程，如果该类可以创建多个的话，系统完全乱了。（比如一个军队出现了多个司令员同时指挥，肯定会乱成一团），所以只有使用单例模式，才能保证核心交易服务器独立控制整个流程。