java - Java中的单例和多线程

Question

在多线程环境中使用 Singleton 类的首选方式是什么？

假设如果我有 3 个线程，并且它们都尝试同时访问单例类的 getInstance() 方法 -

1. 如果不保持同步会怎样？
2. 使用 synchronized getInstance() 方法还是在 getInstance() 中使用 synchronized block 是好习惯吗.

请告知是否有其他出路。

Answer 1

如果您说的是 threadsafe , lazy initialization的singleton ，这是一个很酷的代码模式，它可以在没有任何同步代码的情况下完成100% 线程安全的延迟初始化:

public class MySingleton {

     private static class MyWrapper {
         static MySingleton INSTANCE = new MySingleton();
     }

     private MySingleton () {}

     public static MySingleton getInstance() {
         return MyWrapper.INSTANCE;
     }
}

这将仅在调用 getInstance() 时实例化单例，并且它是 100% 线程安全的!很经典。

之所以有效，是因为类加载器有自己的同步来处理类的静态初始化:保证在使用类之前所有静态初始化都已完成，并且在此代码中，类仅在 getInstance 中使用() 方法，所以那是当类加载时加载内部类。

顺便说一句，我期待着有一天会出现处理此类问题的 @Singleton 注释。

编辑:

一个特定的不信者声称包装类“什么都不做”。这证明它确实很重要，尽管是在特殊情况下。

与包装类版本的基本区别在于，在加载包装类时会创建单例实例，这在第一次调用 getInstance() 时会创建，但与非包装版本 - 即简单的静态初始化 - 加载主类时创建实例。

如果您只是简单地调用 getInstance() 方法，那么 几乎 没有区别 - 区别在于所有 other sttic 初始化会在之前在使用包装版本创建实例之前完成，但这很容易通过简单地在源代码中列出last的静态实例变量来解决。

但是，如果您按name 加载类，情况就完全不同了。在类上调用 Class.forName(className) 会导致发生静态初始化，因此如果要使用的单例类是服务器的属性，则使用简单版本时，将创建静态实例 Class.forName() 被调用，not 当 getInstance() 被调用。我承认这有点做作，因为您需要使用反射来获取实例，但是这里有一些完整的工作代码可以证明我的观点(以下每个类都是顶级类):

public abstract class BaseSingleton {
    private long createdAt = System.currentTimeMillis();

    public String toString() {
        return getClass().getSimpleName() + " was created " + (System.currentTimeMillis() - createdAt) + " ms ago";
    }
}

public class EagerSingleton extends BaseSingleton {

    private static final EagerSingleton INSTANCE = new EagerSingleton();

    public static EagerSingleton getInstance() {
        return INSTANCE;
    }
}

public class LazySingleton extends BaseSingleton {
    private static class Loader {
        static final LazySingleton INSTANCE = new LazySingleton();
    }

    public static LazySingleton getInstance() {
        return Loader.INSTANCE;
    }
}

还有主要的:

public static void main(String[] args) throws Exception {
    // Load the class - assume the name comes from a system property etc
    Class<? extends BaseSingleton> lazyClazz = (Class<? extends BaseSingleton>) Class.forName("com.mypackage.LazySingleton");
    Class<? extends BaseSingleton> eagerClazz = (Class<? extends BaseSingleton>) Class.forName("com.mypackage.EagerSingleton");

    Thread.sleep(1000); // Introduce some delay between loading class and calling getInstance()

    // Invoke the getInstace method on the class
    BaseSingleton lazySingleton = (BaseSingleton) lazyClazz.getMethod("getInstance").invoke(lazyClazz);
    BaseSingleton eagerSingleton = (BaseSingleton) eagerClazz.getMethod("getInstance").invoke(eagerClazz);

    System.out.println(lazySingleton);
    System.out.println(eagerSingleton);
}

输出:

LazySingleton was created 0 ms ago
EagerSingleton was created 1001 ms ago

如您所见，未包装的简单实现是在调用 Class.forName() 时创建的，这可能是在静态初始化准备就绪之前被执行。