JAVA单机程怎么运用多机程 java多线程单例模式

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kekenai 2024-06-02 20:51:44

文章标签 JAVA单机程怎么运用多机程多线程设计模式 java 单例设计模式 文章分类 Java 后端开发

引言
单例设计模式的实现

1 单例之饿汉模式
2 单例之饿汉模式静态代码块
3 单例之懒汉模式多线程有问题
4 单例之懒汉模式多线程解决方案一
5 单例之懒汉模式多线程解决方案二

总结

1.引言

在本篇博客中主要介绍单例设计模式在多线程中的应用。什么是单例设计模式？单例设计模式就是只在内存中创建一份对象，单例设计模式就是只在内存中创建一份对象，单例设计模式就是只在内存中创建一份对象。这有什么作用呢？举个例子，在窗体程序中：点击一个按钮，弹出一个窗体。一般来说，如果子窗体已经创建了，那么就不需要创建新窗体了。这个时候就用到了单例设计模式。如果不使用单例设计模式，那么点10下按钮，就会弹出10个窗体，这显然是不符合现实要求的。

2.单例设计模式的实现

关于单例设计模式的实现有几种方式。比如：饿汉模式，懒汉模式，其中饿汉模式在多线程中需要进行特殊的处理。

单例设计模式的大妈实现大致分为两步：

将单例类的构造函数设为private
提供public方法用于获得类的实例

2.1 单例之饿汉模式

饿汉模式在使用类的时候已经将对象创建完毕

创建类（Singleton）

public class Singleton {
    private static Singleton instance=new Singleton();
    private Singleton(){

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

注意两点：
1.将构造函数私有化了
2.提供了共有方法可以得到Singleton实例变量

2.2 单例之饿汉模式（静态代码块）

在上述例子中存在一定的缺点：如果我想在创建对象之间做一定的逻辑处理，应该怎么办呢？我们可以通过静态代码块来实现饿汉模式的单例。

创建类（Singleton）

public class Singleton {
    private static Singleton instance;
    static {
        //这里可以写一定的逻辑运算
        instance=new Singleton();
    }
    private Singleton(){

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

2.3 单例之懒汉模式（多线程有问题）

懒汉模式也叫做延迟加载，延迟加载就是说，当我们调用getInstance()方法的时候才会创建实例。
首先我们看一下在单线程中，单例设计模式（懒汉模式）是如何实现的。

创建类（Singleton）

public class Singleton {
    private static Singleton instance;
    private Singleton(){

    }
    public static Singleton  getInstance() throws Exception
    {
        if(instance==null)
        {   
            //模式创建实例之前需要做一定的处理
            Thread.sleep(2000);
            instance=new Singleton();
        }
        return instance;
    }
}

main函数中的实现

//创建了四个实例
public class App {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        System.out.println(Singleton.getInstance());
        System.out.println(Singleton.getInstance());
        System.out.println(Singleton.getInstance());
        System.out.println(Singleton.getInstance());

    }

}

运行结果（单线程没有问题）

JAVA单机程怎么运用多机程 java多线程单例模式_多线程

现在我们创建一个线程类

public class MyThread extends Thread {
        @Override
        public void run() {
            try {
                System.out.println(Singleton.getInstance());
            } catch (Exception e) {
                // TODO Auto-generated catch block
                e.printStackTrace();
            }
        }
}

此时我们创建三个线程

public class App {
    public static void main(String[] args) throws Exception {
        MyThread a=new MyThread();
        MyThread b=new MyThread();
        MyThread c=new MyThread();
        a.start();
        b.start();
        c.start();

    }
}

运行结果（出现问题，并不是一个实例）

JAVA单机程怎么运用多机程 java多线程单例模式_设计模式_02

2.4 单例之懒汉模式（多线程解决方案一）

相比于2.，我们只修改Singleton类（添加了synchronized关键字）

public class Singleton {
    private static Singleton instance;
    private Singleton(){

    }
    public synchronized static  Singleton  getInstance() throws Exception
    {
        if(instance==null)
        {   
            //模式创建实例之前需要做一定的处理
            Thread.sleep(2000);
            instance=new Singleton();
        }
        return instance;
    }
}

运行结果（没问题）

JAVA单机程怎么运用多机程 java多线程单例模式_JAVA单机程怎么运用多机程_03

2.5 单例之懒汉模式（多线程解决方案二）

上面的代码还是有一定的缺点，缺点是：影响了代码的效率。代码的重点在创建单例的时候，所以想要提高效率不应该把整个方法同步，可以尝试将创建实例的语句同步（同步代码块），接下来我们再看修改之后的getInstance()方法。

public class Singleton {
    private static Singleton instance;

    private Singleton() {

    }

    public static Singleton getInstance() throws Exception {
        if (instance == null) {
            // 模式创建实例之前需要做一定的处理
            Thread.sleep(2000);
            synchronized (Singleton.class) {
                if (instance == null) {
                    //注意这里是双重判断
                    instance = new Singleton();
                }
            }
        }
        return instance;
    }
}