Java多线程编程核心技术---单例模式与多线程
2016-06-20 11:46
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立即加载/饿汉模式
立即加载就是使用类的时候已经将对象创建完毕。
运行程序,控制台打印结果如下:
控制台打印的hashCode是同一个值,说明对象是同一个,也就实现了立即加载型单例模式。
延迟加载/懒汉模式
延迟加载就是在调用get()方法时实例才被创建
程序运行结果如下:
此实验虽然取得一个对象的实例,但是如果是在多线程环境中,就会出现取出多个实例的情况。对以上代码中的main函数做如下修改:
重新运行程序,控制台打印结果如下:
控制台打印了三个不同的hashCode,说明并没有实现单例模式。
延迟加载/懒汉模式 解决方案
重新运行程序,控制台将打印出三个一样的hashCode。
以上方法对整个方法加锁,效率比较低。对以上代码做如下修改:
重新运行程序,控制台打印结果如下:
以上代码虽然解决的效率问题,但是仍然没有保证只创建一个实例。继续对以上代码做如下修改:
重新运行程序,控制台输入结果如下:
使用双重检查锁(DCL)功能,成功解决了懒汉模式遇到的多线程问题。DCL也是大多数多线程结合单例模式使用的解决方案。
使用静态内置类实现单例模式
运行程序,控制台输出结果如下:
序列化与反序列化的单例模式实现
运行程序,控制台打印结果如下:
控制台打印出的hashCode不同,存储到磁盘上的对象和从磁盘读取出来的对象并不是同一个对象。对以上代码做如下修改:
重新运行程序,控制台打印结果如下:
反序列化时使用了ReadResolve()方法,存储到磁盘上的对象和从磁盘上取出来的对象是同一个对象。
使用static代码块实现单例模式
静态代码块中的代码在使用类的时候就已经执行了,所以可以应用静态代码块的这个特性来实现单例模式。
运行程序,控制台输出结果如下:
使用enum枚举数据类型实现单例模式
枚举enum和静态代码块的特性相似,在使用枚举类时,构造方法会被自动调用,也可以实现单例设计模式。
运行程序,控制台打印结果如下:
完善使用enum枚举实现单例模式
上面的代码中将枚举类进行了暴露,违反了“职责单一原则”。下面进行改善:
程序运行结果如下:
立即加载就是使用类的时候已经将对象创建完毕。
public class MyObject { //立即加载方式==饿汉模式 private static MyObject myObject = new MyObject(); private MyObject(){ } public static MyObject getInstance(){ //立即加载 //缺点是不能有其他实例变量 //getInstance()方法没有同步,有可能出现非线程安全问题 return myObject; } } public class MyThread extends Thread { @Override public void run() { System.out.println(MyObject.getInstance().hashCode()); } } public class Main { public static void main(String[] args) { MyThread t1 = new MyThread(); MyThread t2 = new MyThread(); MyThread t3 = new MyThread(); t1.start(); t2.start(); t3.start(); } }
运行程序,控制台打印结果如下:
1795478472 1795478472 1795478472
控制台打印的hashCode是同一个值,说明对象是同一个,也就实现了立即加载型单例模式。
延迟加载/懒汉模式
延迟加载就是在调用get()方法时实例才被创建
public class MyObject { private static MyObject myObject; private MyObject(){ } public static MyObject getInstance() { //延迟加载 if (myObject != null) { return myObject; } myObject = new MyObject(); return myObject; } } public class MyThread extends Thread { @Override public void run() { System.out.println(MyObject.getInstance().hashCode()); } } public class Main { public static void main(String[] args) { MyThread t1 = new MyThread(); t1.start(); } }
程序运行结果如下:
1396452035
此实验虽然取得一个对象的实例,但是如果是在多线程环境中,就会出现取出多个实例的情况。对以上代码中的main函数做如下修改:
public class Main { public static void main(String[] args) { MyThread t1 = new MyThread(); MyThread t2 = new MyThread(); MyThread t3 = new MyThread(); t1.start(); t2.start(); t3.start(); } }
重新运行程序,控制台打印结果如下:
166471260 1795478472 1858758426
控制台打印了三个不同的hashCode,说明并没有实现单例模式。
延迟加载/懒汉模式 解决方案
public class MyObject { private static MyObject myObject; private MyObject(){ } //整个方法上锁,效率较低 synchronized public static MyObject getInstance() { //延迟加载 if (myObject != null) { return myObject; } try { //模拟一些耗时操作 Thread.sleep(1000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } myObject = new MyObject(); return myObject; } }
重新运行程序,控制台将打印出三个一样的hashCode。
以上方法对整个方法加锁,效率比较低。对以上代码做如下修改:
public class MyObject { private static MyObject myObject; private MyObject(){ } public static MyObject getInstance() { //延迟加载 if (myObject != null) { return myObject; } try { //模拟一个耗时操作 Thread.sleep(1000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } synchronized (MyObject.class) { myObject = new MyObject(); } return myObject; } }
重新运行程序,控制台打印结果如下:
774088025 641502649 1367113803
以上代码虽然解决的效率问题,但是仍然没有保证只创建一个实例。继续对以上代码做如下修改:
public class MyObject { private static MyObject myObject; private MyObject(){ } public static MyObject getInstance() { //延迟加载 if (myObject != null) { return myObject; } try { //模拟一个耗时操作 Thread.sleep(1000); } catch (InterruptedException e) { e.printStackTrace(); } synchronized (MyObject.class) { if (myObject == null) { myObject = new MyObject(); } } return myObject; } }
重新运行程序,控制台输入结果如下:
641502649 641502649 641502649
使用双重检查锁(DCL)功能,成功解决了懒汉模式遇到的多线程问题。DCL也是大多数多线程结合单例模式使用的解决方案。
使用静态内置类实现单例模式
public class MyObject { private static class MyObjectHandler{ private static MyObject myObject = new MyObject(); } private MyObject(){ } public static MyObject getInstance () { return MyObjectHandler.myObject; } }
运行程序,控制台输出结果如下:
774088025 774088025 774088025
序列化与反序列化的单例模式实现
public class MyObject implements Serializable { private static final long serialVersionUID = 1L; private static class MyObjectHandler{ private static MyObject myObject = new MyObject(); } private MyObject(){ } public static MyObject getInstance () { return MyObjectHandler.myObject; } } public class SaveAndRead { public static void main(String[] args) { try {//序列化对象到磁盘 MyObject myObject = MyObject.getInstance(); FileOutputStream fileOutputStream = new FileOutputStream(new File("/Users/shangyidong/Downloads/myObjectFile.txt")); ObjectOutputStream objectOutput = new ObjectOutputStream(fileOutputStream); objectOutput.writeObject(myObject); objectOutput.close(); fileOutputStream.close(); System.out.println(myObject.hashCode()); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } /****************/ try {//从磁盘反序列化到对象 FileInputStream fileInputStream = new FileInputStream(new File("/Users/shangyidong/Downloads/myObjectFile.txt")); ObjectInputStream objectInputStream = new ObjectInputStream(fileInputStream); MyObject myObject = (MyObject) objectInputStream.readObject(); objectInputStream.close(); fileInputStream.close(); System.out.println(myObject.hashCode()); } catch (Exception e) { e.printStackTrace(); } } }
运行程序,控制台打印结果如下:
988487739 1878277481
控制台打印出的hashCode不同,存储到磁盘上的对象和从磁盘读取出来的对象并不是同一个对象。对以上代码做如下修改:
public class MyObject implements Serializable { private static final long serialVersionUID = 1L; private static class MyObjectHandler{ private static MyObject myObject = new MyObject(); } private MyObject(){ } public static MyObject getInstance () { return MyObjectHandler.myObject; } protected Object readResolve(){ System.out.println("readResolve invoked"); return MyObjectHandler.myObject; } }
重新运行程序,控制台打印结果如下:
1066557918 readResolve invoked 1066557918
反序列化时使用了ReadResolve()方法,存储到磁盘上的对象和从磁盘上取出来的对象是同一个对象。
使用static代码块实现单例模式
静态代码块中的代码在使用类的时候就已经执行了,所以可以应用静态代码块的这个特性来实现单例模式。
public class MyObject {
private static MyObject myObject = null;
private MyObject(){
}
static{
myObject = new MyObject();
}
public static MyObject getInstance() {
return myObject;
}
}
public class MyThread extends Thread {
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 3; i++) {
System.out.println(MyObject.getInstance().hashCode());
}
}
}
public class Main { public static void main(String[] args) { MyThread t1 = new MyThread(); MyThread t2 = new MyThread(); MyThread t3 = new MyThread(); t1.start(); t2.start(); t3.start(); } }
运行程序,控制台输出结果如下:
708252873 708252873 708252873 708252873 708252873 708252873 708252873 708252873 708252873
使用enum枚举数据类型实现单例模式
枚举enum和静态代码块的特性相似,在使用枚举类时,构造方法会被自动调用,也可以实现单例设计模式。
public enum MyObject {
connectionFactory;
private Connection connection;
private MyObject(){
try {
System.out.println("创建MyObject对象");
String url = "jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/test";
String user = "root";
String password = "";
String driver = "com.mysql.jdbc.Driver";
Class.forName(driver);
connection = DriverManager.getConnection(url, user, password);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
public Connection getConnection() {
return connection;
}
}
public class MyThread extends Thread {
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 3; i++) {
System.out.println(MyObject.connectionFactory.getConnection().hashCode());
}
}
}
public class Main { public static void main(String[] args) { MyThread t1 = new MyThread(); MyThread t2 = new MyThread(); MyThread t3 = new MyThread(); t1.start(); t2.start(); t3.start(); } }
运行程序,控制台打印结果如下:
创建MyObject对象 1253195928 1253195928 1253195928 1253195928 1253195928 1253195928 1253195928 1253195928 1253195928
完善使用enum枚举实现单例模式
上面的代码中将枚举类进行了暴露,违反了“职责单一原则”。下面进行改善:
public class MyObject {
public enum MyEnumSingleton{
connectionFactory;
private Connection connection;
private MyEnumSingleton(){
try {
System.out.println("创建MyObject对象");
String url = "jdbc:mysql://127.0.0.1:3306/test";
String user = "root";
String password = "";
String driver = "com.mysql.jdbc.Driver";
Class.forName(driver);
connection = DriverManager.getConnection(url, user, password);
} catch (Exception e) {
e.printStackTrace();
}
}
public Connection getConnection() {
return connection;
}
}
public static Connection getConnection() {
return MyEnumSingleton.connectionFactory.getConnection();
}
}
public class MyThread extends Thread {
@Override
public void run() {
for (int i = 0; i < 3; i++) {
System.out.println(MyObject.getConnection().hashCode());
}
}
}
public class Main { public static void main(String[] args) { MyThread t1 = new MyThread(); MyThread t2 = new MyThread(); MyThread t3 = new MyThread(); t1.start(); t2.start(); t3.start(); } }
程序运行结果如下:
创建MyObject对象 2039988480 2039988480 2039988480 2039988480 2039988480 2039988480 2039988480 2039988480 2039988480
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