- 浏览: 53291 次
- 性别:
- 来自: 上海
最新评论
-
HappyBoyLi:
谢谢分享,在jvm中怎么看-Xms是1M,-Xmx是64M参数 ...
java client VM 和java server VM
转载自:http://xupo.iteye.com/blog/463426
在开发中,如果某个实例的创建需要消耗很多系统资源,那么我们通常会使用惰性加载机制,也就是说只有当使用到这个实例的时候才会创建这个实例,这个好处在单例模式中得到了广泛应用。这个机制在single-threaded环境下的实现非常简单,然而在multi-threaded环境下却存在隐患。本文重点介绍惰性加载机制以及其在多线程环境下的使用方法。(作者numberzero,参考IBM文章《Double-checked locking and the Singleton pattern》,欢迎转载与讨论)
1 单例模式的惰性加载
通常当我们设计一个单例类的时候,会在类的内部构造这个类(通过构造函数,或者在定义处直接创建),并对外提供一个static getInstance方法提供获取该单例对象的途径。例如:
Java代码
public class Singleton
{
private static Singleton instance = new Singleton();
private Singleton(){
…
}
public static Singleton getInstance(){
return instance;
}
}
这样的代码缺点是:第一次加载类的时候会连带着创建Singleton实例,这样的结果与我们所期望的不同,因为创建实例的时候可能并不是我们需要这个实例的时候。同时如果这个Singleton实例的创建非常消耗系统资源,而应用始终都没有使用Singleton实例,那么创建Singleton消耗的系统资源就被白白浪费了。
为了避免这种情况,我们通常使用惰性加载的机制,也就是在使用的时候才去创建。以上代码的惰性加载代码如下:
Java代码
public class Singleton{
private static Singleton instance = null;
private Singleton(){
…
}
public static Singleton getInstance(){
if (instance == null)
instance = new Singleton();
return instance;
}
}
这样,当我们第一次调用Singleton.getInstance()的时候,这个单例才被创建,而以后再次调用的时候仅仅返回这个单例就可以了。
2 惰性加载在多线程中的问题
先将惰性加载的代码提取出来:
Java代码
public static Singleton getInstance(){
if (instance == null)
instance = new Singleton();
return instance;
}
这是如果两个线程A和B同时执行了该方法,然后以如下方式执行:
1. A进入if判断,此时foo为null,因此进入if内
2. B进入if判断,此时A还没有创建foo,因此foo也为null,因此B也进入if内
3. A创建了一个Foo并返回
4. B也创建了一个Foo并返回
此时问题出现了,我们的单例被创建了两次,而这并不是我们所期望的。
3 各种解决方案及其存在的问题
3.1 使用Class锁机制
以上问题最直观的解决办法就是给getInstance方法加上一个synchronize前缀,这样每次只允许一个现成调用getInstance方法:
Java代码
public static synchronized Singleton getInstance(){
if (instance == null)
instance = new Singleton();
return instance;
}
这种解决办法的确可以防止错误的出现,但是它却很影响性能:每次调用getInstance方法的时候都必须获得Singleton的锁,而实际上,当单例实例被创建以后,其后的请求没有必要再使用互斥机制了
3.2 double-checked locking
曾经有人为了解决以上问题,提出了double-checked locking的解决方案
Java代码
public static Singleton getInstance(){
if (instance == null)
synchronized(instance){
if(instance == null)
instance = new Singleton();
}
return instance;
}
让我们来看一下这个代码是如何工作的:首先当一个线程发出请求后,会先检查instance是否为null,如果不是则直接返回其内容,这样避免了进入synchronized块所需要花费的资源。其次,即使第2节提到的情况发生了,两个线程同时进入了第一个if判断,那么他们也必须按照顺序执行synchronized块中的代码,第一个进入代码块的线程会创建一个新的Singleton实例,而后续的线程则因为无法通过if判断,而不会创建多余的实例。
上述描述似乎已经解决了我们面临的所有问题,但实际上,从JVM的角度讲,这些代码仍然可能发生错误。
对于JVM而言,它执行的是一个个Java指令。在Java指令中创建对象和赋值操作是分开进行的,也就是说instance = new Singleton();语句是分两步执行的。但是JVM并不保证这两个操作的先后顺序,也就是说有可能JVM会为新的Singleton实例分配空间,然后直接赋值给instance成员,然后再去初始化这个Singleton实例。这样就使出错成为了可能,我们仍然以A、B两个线程为例:
1. A、B线程同时进入了第一个if判断
2. A首先进入synchronized块,由于instance为null,所以它执行instance = new Singleton();
3. 由于JVM内部的优化机制,JVM先画出了一些分配给Singleton实例的空白内存,并赋值给instance成员(注意此时JVM没有开始初始化这个实例),然后A离开了synchronized块。
4. B进入synchronized块,由于instance此时不是null,因此它马上离开了synchronized块并将结果返回给调用该方法的程序。
5. 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。
4 通过内部类实现多线程环境中的单例模式
为了实现慢加载,并且不希望每次调用getInstance时都必须互斥执行,最好并且最方便的解决办法如下:
Java代码
public class Singleton{
private Singleton(){
…
}
private static class SingletonContainer{
private static Singleton instance = new Singleton();
}
public static Singleton getInstance(){
return SingletonContainer.instance;
}
}
JVM内部的机制能够保证当一个类被加载的时候,这个类的加载过程是线程互斥的。这样当我们第一次调用getInstance的时候,JVM能够帮我们保证instance只被创建一次,并且会保证把赋值给instance的内存初始化完毕,这样我们就不用担心3.2中的问题。此外该方法也只会在第一次调用的时候使用互斥机制,这样就解决了3.1中的低效问题。最后instance是在第一次加载SingletonContainer类时被创建的,而SingletonContainer类则在调用getInstance方法的时候才会被加载,因此也实现了惰性加载。
在开发中,如果某个实例的创建需要消耗很多系统资源,那么我们通常会使用惰性加载机制,也就是说只有当使用到这个实例的时候才会创建这个实例,这个好处在单例模式中得到了广泛应用。这个机制在single-threaded环境下的实现非常简单,然而在multi-threaded环境下却存在隐患。本文重点介绍惰性加载机制以及其在多线程环境下的使用方法。(作者numberzero,参考IBM文章《Double-checked locking and the Singleton pattern》,欢迎转载与讨论)
1 单例模式的惰性加载
通常当我们设计一个单例类的时候,会在类的内部构造这个类(通过构造函数,或者在定义处直接创建),并对外提供一个static getInstance方法提供获取该单例对象的途径。例如:
Java代码
public class Singleton
{
private static Singleton instance = new Singleton();
private Singleton(){
…
}
public static Singleton getInstance(){
return instance;
}
}
这样的代码缺点是:第一次加载类的时候会连带着创建Singleton实例,这样的结果与我们所期望的不同,因为创建实例的时候可能并不是我们需要这个实例的时候。同时如果这个Singleton实例的创建非常消耗系统资源,而应用始终都没有使用Singleton实例,那么创建Singleton消耗的系统资源就被白白浪费了。
为了避免这种情况,我们通常使用惰性加载的机制,也就是在使用的时候才去创建。以上代码的惰性加载代码如下:
Java代码
public class Singleton{
private static Singleton instance = null;
private Singleton(){
…
}
public static Singleton getInstance(){
if (instance == null)
instance = new Singleton();
return instance;
}
}
这样,当我们第一次调用Singleton.getInstance()的时候,这个单例才被创建,而以后再次调用的时候仅仅返回这个单例就可以了。
2 惰性加载在多线程中的问题
先将惰性加载的代码提取出来:
Java代码
public static Singleton getInstance(){
if (instance == null)
instance = new Singleton();
return instance;
}
这是如果两个线程A和B同时执行了该方法,然后以如下方式执行:
1. A进入if判断,此时foo为null,因此进入if内
2. B进入if判断,此时A还没有创建foo,因此foo也为null,因此B也进入if内
3. A创建了一个Foo并返回
4. B也创建了一个Foo并返回
此时问题出现了,我们的单例被创建了两次,而这并不是我们所期望的。
3 各种解决方案及其存在的问题
3.1 使用Class锁机制
以上问题最直观的解决办法就是给getInstance方法加上一个synchronize前缀,这样每次只允许一个现成调用getInstance方法:
Java代码
public static synchronized Singleton getInstance(){
if (instance == null)
instance = new Singleton();
return instance;
}
这种解决办法的确可以防止错误的出现,但是它却很影响性能:每次调用getInstance方法的时候都必须获得Singleton的锁,而实际上,当单例实例被创建以后,其后的请求没有必要再使用互斥机制了
3.2 double-checked locking
曾经有人为了解决以上问题,提出了double-checked locking的解决方案
Java代码
public static Singleton getInstance(){
if (instance == null)
synchronized(instance){
if(instance == null)
instance = new Singleton();
}
return instance;
}
让我们来看一下这个代码是如何工作的:首先当一个线程发出请求后,会先检查instance是否为null,如果不是则直接返回其内容,这样避免了进入synchronized块所需要花费的资源。其次,即使第2节提到的情况发生了,两个线程同时进入了第一个if判断,那么他们也必须按照顺序执行synchronized块中的代码,第一个进入代码块的线程会创建一个新的Singleton实例,而后续的线程则因为无法通过if判断,而不会创建多余的实例。
上述描述似乎已经解决了我们面临的所有问题,但实际上,从JVM的角度讲,这些代码仍然可能发生错误。
对于JVM而言,它执行的是一个个Java指令。在Java指令中创建对象和赋值操作是分开进行的,也就是说instance = new Singleton();语句是分两步执行的。但是JVM并不保证这两个操作的先后顺序,也就是说有可能JVM会为新的Singleton实例分配空间,然后直接赋值给instance成员,然后再去初始化这个Singleton实例。这样就使出错成为了可能,我们仍然以A、B两个线程为例:
1. A、B线程同时进入了第一个if判断
2. A首先进入synchronized块,由于instance为null,所以它执行instance = new Singleton();
3. 由于JVM内部的优化机制,JVM先画出了一些分配给Singleton实例的空白内存,并赋值给instance成员(注意此时JVM没有开始初始化这个实例),然后A离开了synchronized块。
4. B进入synchronized块,由于instance此时不是null,因此它马上离开了synchronized块并将结果返回给调用该方法的程序。
5. 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。
4 通过内部类实现多线程环境中的单例模式
为了实现慢加载,并且不希望每次调用getInstance时都必须互斥执行,最好并且最方便的解决办法如下:
Java代码
public class Singleton{
private Singleton(){
…
}
private static class SingletonContainer{
private static Singleton instance = new Singleton();
}
public static Singleton getInstance(){
return SingletonContainer.instance;
}
}
JVM内部的机制能够保证当一个类被加载的时候,这个类的加载过程是线程互斥的。这样当我们第一次调用getInstance的时候,JVM能够帮我们保证instance只被创建一次,并且会保证把赋值给instance的内存初始化完毕,这样我们就不用担心3.2中的问题。此外该方法也只会在第一次调用的时候使用互斥机制,这样就解决了3.1中的低效问题。最后instance是在第一次加载SingletonContainer类时被创建的,而SingletonContainer类则在调用getInstance方法的时候才会被加载,因此也实现了惰性加载。
发表评论
文章已被作者锁定,不允许评论。
-
js framework
2012-05-16 15:25 780本文重点为大家介绍16款非常实用的JavaScript库,涵 ... -
oracle 学习笔记(1)
2011-07-09 23:24 884--更改用户口令alter user test identif ... -
javascript中匿名函数
2011-06-22 14:12 1127以下内容从其他博客摘录而来: 一、什么是匿名函数? ... -
oracle dual表详解
2011-04-22 14:37 1364ORACLE DUAL表详解 ORACL ... -
java client VM 和java server VM
2011-04-11 11:01 13674转载自:http://blog.csdn. ... -
jquery学习网站
2011-03-31 10:07 880http://www.learningjquery.com/ ... -
[Java]IEEE754浮点数的转换方法
2011-02-22 21:41 492716进制浮点数的表示方 ... -
unicode字符编码标准
2011-02-22 14:47 1488转载自:http://blog.csdn.ne ... -
java中的堆栈回顾
2011-02-21 23:26 696java中堆栈(stack)和堆(heap ... -
常用的正则表达式
2011-02-21 17:59 324317种正则表达式 "^\d+$" ... -
JDK中的设计模式
2011-02-21 16:02 1323转载自:http://www.iteye.co ... -
java位运算
2011-02-21 15:54 916Java 位运算[转] 一,Java ... -
struts2的安全漏洞及解决办法
2011-02-21 10:49 1631转自:http://www.iteye.com/topic/7 ... -
有关ConcurrentModificationException
2011-02-16 18:06 1042当使用 fail-fast iterator 对 Collec ... -
读书笔记:java多线程-BlockingQueue
2011-02-15 17:13 2417【转载自http://milk-36.iteye.com/bl ...
相关推荐
这是一个关于多线程下的单例模式优化代码。public class Singleton { private static Singleton instance; private Singleton (){ } public static Singleton getInstance(){ //对获取实例的方法进行同步 if...
Java多线程--解决单例模式中的懒汉式的线程安全问题
该资源是多线程并发下的单例模式-源码,几乎包含了所有方式实现的单例模式,并且能够确保在多线程并发下的线程安全性。 读者可结合本人博客 http://blog.csdn.net/cselmu9?viewmode=list 中的《线程并发之单例模式...
主要演示多线程下的单例模式,分别演示了lock和synchronized两种方案,希望能给大家做一个参考。
入名所示,该文件为最详细的Java单例模式讲解并附有讲解...着重讲解了懒汉模式下怎么实现线程安全。饿汉模式和静态内部类模式如何设置能够避免使用反射方法获取多个实列,以及实现了序列化的类如何避免创建多个实列。
设计模式之七种单例模式代码及ppt,包含多线程环境测试和反序列化测试
Java 单例模式 懒汉模式 //懒汉式 多线程中不可以保证是一个对象
今天小编就为大家分享一篇关于Java多线程实战之单例模式与多线程的实例详解,小编觉得内容挺不错的,现在分享给大家,具有很好的参考价值,需要的朋友一起跟随小编来看看吧
单例设计模式: 1、构造函数私有 2、定义类型为本身类型的成员 3、类中提供一个公共的并且静态的获取本类实例的方法
主要为大家详细介绍了java多线程之线程安全的单例模式,文章内容全面,感兴趣的小伙伴们可以参考一下
单例模式应该是设计模式中比较简单的一个,也是非常常见的,但是在多线程并发的环境下使用却是不那么简单了,今天给大家分享一个我在开发过程中遇到的单例模式的应用。 首先我们先来看一下单例模式的定义: 一个类有...
在本月的专栏中,David Geary探讨了单例模式以及在面对多线程(multithreading)、类装载器(classloaders)和序列化(serialization)时如何处理这些缺陷。 单例模式适合于一个类只有一个实例的情况,比如窗口管理器...
单例模式是最简单的设计模式之一,但是对于Java的开发者来说...在本月的专栏中,David Geary探讨了单例模式以及在面对多线程(multithreading)、类装载器(classloaders)和序列化(serialization)时如何处理这些缺陷。
计算机后端-Java-Java核心基础-第20章 多线程 11. 线程安全的单例模式之懒汉式.avi
2、掌握 IDEA 环境下的多线程调试方式。 3、掌握保证线程安全的单例模式策略。 4、掌握反射暴力攻击单例解决方案及原理分析。 5、序列化破坏单例的原理及解决方案。 6、掌握常见的单例模式写法。
主要介绍了Java多线程中的单例模式两种实现方式的相关资料,需要的朋友可以参考下
Java设计模式-单例模式详解,包含三种模式式:饿汉,懒汉,登记式,以及线程多同步的处理
本专栏主要为Java程序设计(基础)实验报告和Java程序设计(进阶)...进阶篇有反射、泛型、注解、网络编程、多线程、序列化、数据库、Servlet、JSP、XML解析、单例模式与枚举。本专栏主要为Java入门者提供实验参考。
单例对象的类必须保证只有一个实例存在。许多时候整个系统只需要拥有一个的全局对象,这样有利于我们协调系统整体的行为。一般用于全局接口(比如...同时跟多线程有关,并发中怎么处理多线程去操作这个单利进行实例问题