Java 单例类中的线程安全
单例是使用最广泛的创建型设计模式之一，用于限制应用程序创建的对象。如果您在多线程环境中使用它，那么单例类的线程安全性非常重要。在实际应用程序中，数据库连接或企业信息系统 (EIS) 等资源是有限的，应明智地使用以避免任何资源紧缺。为了实现这一点，我们可以实现单例设计模式。我们可以为资源创建一个包装器类，并将运行时创建的对象数量限制为一个。
Java 中的线程安全单例
一般来说，我们按照以下步骤来创建单例类：
使用上述步骤我创建了一个如下所示的单例类。ASingleton.java
package com.journaldev.designpatterns;
public class ASingleton {
private static ASingleton instance = null;
private ASingleton() {
}
public static ASingleton getInstance() {
if (instance == null) {
instance = new ASingleton();
}
return instance;
}
}
在上面的代码中，getInstance()方法不是线程安全的。多个线程可以同时访问它。对于前几个线程，当实例变量未初始化时，多个线程可以进入if循环并创建多个实例。它会破坏我们的单例实现。
如何在 Singleton 类中实现线程安全？
我们可以通过三种方式实现线程安全。
- 在类加载时创建实例变量。 优点：
- 无需同步的线程安全
- 易于实施
缺点：
- 过早创建可能在应用程序中不会使用的资源。
- 客户端应用程序无法传递任何参数，因此我们无法重用它。例如，有一个用于数据库连接的通用单例类，客户端应用程序提供数据库服务器属性。
- 同步 getInstance() 方法。 优点：
- 线程安全得到保证。
- 客户端应用程序可以传递参数
- 实现惰性初始化
缺点：
- 由于锁定开销，性能缓慢。
- 一旦实例变量被初始化，就不再需要不必要的同步。
- 在 if 循环内使用同步块和 volatile 变量 优点：
- 线程安全得到保证
- 客户端应用程序可以传递参数
- 实现惰性初始化
- 同步开销最小并且仅适用于变量为空时的前几个线程。
缺点：
- 额外的 if 条件
纵观实现线程安全的所有三种方法，我认为第三种是最好的选择。在这种情况下，修改后的类将如下所示：
package com.journaldev.designpatterns;
public class ASingleton {
private static volatile ASingleton instance;
private static Object mutex = new Object();
private ASingleton() {
}
public static ASingleton getInstance() {
ASingleton result = instance;
if (result == null) {
synchronized (mutex) {
result = instance;
if (result == null)
instance = result = new ASingleton();
}
}
return result;
}
}
局部变量result似乎没有必要。但是，它的存在是为了提高我们代码的性能。在实例已经初始化的情况下（大多数情况下），挥发性字段仅被访问一次（由于“返回结果；”而不是“返回实例；”）。这可以将方法的整体性能提高多达 25%。如果您认为有更好的方法来实现这一点，或者如果上述实现中的线程安全性受到损害，请发表评论并与我们所有人分享。
额外提示
String不太适合与 synchronized 关键字一起使用。这是因为它们存储在字符串池中，我们不想锁定可能被另一段代码使用的字符串。所以我使用 Object 变量。了解有关Java 中的同步和线程安全的更多信息。
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