【原创】从windows回收站谈单例
内容导读
互联网集市收集整理的这篇技术教程文章主要介绍了【原创】从windows回收站谈单例，小编现在分享给大家，供广大互联网技能从业者学习和参考。文章包含6736字，纯文字阅读大概需要10分钟。
内容图文
【原创】从windows回收站谈单例
点击上方“java进阶架构师”，选择右上角“置顶公众号”
20大进阶架构专题每日送达
顾名思义，单例模式指的是确保一个类在任何情况下都绝对只有一个实例，并提供一个全局访问点。隐藏其所有的构造方法。
对于有些类而已，咱们需要确保对象的唯一性。举个大家熟悉的列子--Windows 的回收站，正常来讲，点击“回收站”图标，会弹出一个类似下图的界面。可是不管你重复上述操作多少次，Windows 系统始终只会弹出一个回收站的窗口，也就是说在一个 Windows 系统中，回收站存在唯一性。
其实我们可以想一想，为什么会这样设计呢？
首先，如果能弹出多个窗口，那这些窗口的数据是否应该完全一致呢？从用户的角度来讲，用户肯定是要求一致的，比如一号窗口显示回收站里有两个文件，二号窗口显示只有一个，到底哪个才是真实的呢？这会给用户带来误解，作为用户，想必大家都不愿接受。
其次，如果弹出的窗口内容完全一致，全部是重复信息，那么完全没必要显示多个同步的窗口。而且在二号窗口做的改变需要同步到一号窗口里，势必也会浪费一定的系统资源。
回到实际开发中，下面我们来模拟实现 Windows 回收站。
为了实现 Windows 回收站的唯一性，我们得进行如下步骤来对该类进行重构。
首先，由于每次使用 new 关键字来实例化 RecycleBin 类时，都会产生一个新对象，为了确保实例的唯一性，我们得将 RecycleBin 的构造函数可见性改为 private。
private RecycleBin() {} //初始化窗口
其次，虽然将可见性改为 private，可是内部还是可以创建的，因此我们需要定义一个静态的私有成员变量。
private static RecycleBin recycle = null;
为了保证封装性，我们得把私有成员变量也改为 private，但外界该如何使用它呢？答案是增加一个公有的静态方法。
public static RecycleBin getInstance(){
if (recycle == null){
recycle = new RecycleBin();
}
return recycle;
}
需要注意的是 getInstance()方法的修饰符，它使用了 static 关键字，即它是一个静态方法，在类外可以直接通过类名来访问，而无须创建 RecycleBin 对象。
通过以上三步，我们完成了一个简单的单例模式的设计。这就是著名的懒汉式单例写法。
但是你以为这样就大功告成了吗？事情可没这么简单哦。
我们先写一个线程类 TestThread 类：
public class TestThread implements Runnable{br/>@override
public void run() {
recyclebin run = recyclebin.getinstance();
system.out.println(thread.currentthread().getname()+":" + run);
}
}
测试代码如下：
public static void main(String[] args) {
Thread t1 = new Thread(new TestThread());
Thread t2 = new Thread(new TestThread());
t1.start();
t2.start();
System.out.println("End");
}
运行结果：
有一定几率出现创建两个不同结果的情况，意味着上面的单例存在线程安全隐患。
有时，我们得到的运行结果可能是相同的两个对象，实际上是被后面 执行的线程覆盖了，我们看到了一个假象，线程安全隐患依旧存在。那么，我们如何来 优化代码，使得懒汉式单例在线程环境下安全呢？来看下面的代码，给 getInstance()加 上 synchronized 关键字，使这个方法变成线程同步方法：
public synchronized static RecycleBin getInstance()
{
if (recycle == null)
{
recycle = new RecycleBin();
}
return recycle;
}
但是，用 synchronized 加锁，在线程数量比较多情况下，如果 CPU 分配压力上升，会导致大批量线程出现阻塞，从而导致程序运行性能大幅下降。那么，有没有一种更好的方式，既兼顾线程安全又提升程序性能呢？答案是肯定的。我们来看双重检查锁的单例模式：
public class RecycleBin {
private volatile static RecycleBin recycle = null;
private RecycleBin() {} //初始化窗口
public void restore() {} //还原文件
public void delete() {} //删除文件
public static RecycleBin getInstance()
{
if (recycle == null){
synchronized (RecycleBin.class){
if(recycle == null){
recycle = new RecycleBin();
//1.分配内存给这个对象
//2.初始化对象
//3.设置recycle指向刚分配的内存地址
}
}
}
return recycle;
}
当第一个线程调用 getInstance()方法时，第二个线程也可以调用 getInstance()。当第一 个线程执行到 synchronized 时会上锁，第二个线程就会变成 MONITOR 状态，出现阻 塞。此时，阻塞并不是基于整个 RecycleBin 类的阻塞，而是在 getInstance() 方法内部阻塞，只要逻辑不是太复杂，对于调用者而言感知不到。
但是，用到 synchronized 关键字，总归是要上锁，对程序性能还是存在一定影响的。
此时的你有没有一个想法，如果我们可以不用 synchronized 关键字，是不是性能就能更好呢？难道就真的没有更好的方案吗？当然是有的。
可别急，在介绍性能更好的写法之前呢，我得给你先介绍介绍饿汉式写法。
public class RecycleBin {
private static final RecycleBin recycle = new RecycleBin();
private RecycleBin() {}
public static RecycleBin getInstance()
{
return recycle;
}}
饿汉式单例是在类加载的时候就立即初始化，并且创建单例对象。绝对线程安全，在线 程还没出现以前就是实例化了，不可能存在访问安全问题。
优点：没有加任何的锁、执行效率比较高，在用户体验上来说，比懒汉式更好。
缺点：类加载的时候就初始化，不管用与不用都占着空间，浪费了内存，有可能占着茅坑不拉屎
看了饿汉式的代码，是不是对你有点启发？如果我们可以兼顾饿汉式的内存浪费，也兼顾 synchronized 性能问题。是不是就能写出更优雅的代码了呢？
答案来了！我们可以从类初始化角度来考虑，看下面的代码，采用静态内部类的方式：
public class RecycleBin {
//默认使用RecycleBin的时候，会先初始化内部类
//如果没使用的话，内部类是不加载的
private RecycleBin() {}
//static是为了使单例的空间共享
//保证这个方法不会被重写，重载
public static final RecycleBin getInstance()
{
//在返回结果以前，一定会先加载内部类
return LazyHolder.recycle;
}
private static class LazyHolder{
private static final RecycleBin recycle = new RecycleBin();
}}
内部类一定是要在方法调用之前初始化，巧妙地避免了线程安全问题。
大家有没有发现，上面介绍的单例模式的构造方法除了加上 private 以外，没有做任何处理。如果我们使用反射来调用其构造方法，然后，再调用 getInstance()方法，应该就会两个不同的实例。现在来看一段测试代码，以 RecycleBin 为例：
public class RecycleBinTest {
public static void main(String[] args) {
try {
Class<?> clazz = RecycleBin.class;
//通过反射，拿到私有构造方法
Constructor c = clazz.getDeclaredConstructor(null);
//不给我也要拿
c.setAccessible(true);
//第一次初始化
Object o1 = c.newInstance();
//调用第二次构造方法，相当于new了两次
Object o2 = c.newInstance();
System.out.println(o1 == o2);
}catch (Exception e){
e.printStackTrace();
}
}}
运行结果如下：
显然，是创建了两个不同的实例。现在，我们在其构造方法中做一些限制，一旦出现多 次重复创建，则直接抛出异常。来看优化后的代码：
public class RecycleBin {
private RecycleBin() {
if(LazyHolder.recycle != null){
throw new RuntimeException("不允许创建多个实例");
}
}
public static final RecycleBin getInstance()
{
return LazyHolder.recycle;
}
private static class LazyHolder{
private static final RecycleBin recycle = new RecycleBin();
}}
至此，史上最牛 B 的单例写法便大功告成。
———— e n d ————
快年底了，师长为大家准备了三份面试宝典：
《java面试宝典5.0》
《350道Java面试题：整理自100+公司》
《资深java面试宝典-视频版》
分别适用于初中级，中高级，以及资深级工程师的面试复习。
内容包含java基础、javaweb、各个性能优化、JVM、锁、高并发、反射、Spring原理、微服务、Zookeeper、数据库、数据结构、限流熔断降级等等。
获取方式：点“在看”，V信关注师长的小号：编程最前线并回复 面试 领取，更多精彩陆续奉上。
一、初中级《java面试宝典5.0》，对标8-13K
二、中高级《350道Java面试题：整理自100+公司》，对标12-20K
三、资深《java面试突击-视频版》，对标20K+
点在看好不好，喵~
内容总结
以上是互联网集市为您收集整理的【原创】从windows回收站谈单例全部内容，希望文章能够帮你解决【原创】从windows回收站谈单例所遇到的程序开发问题。 如果觉得互联网集市技术教程内容还不错，欢迎将互联网集市网站推荐给程序员好友。
内容备注
版权声明：本文内容由互联网用户自发贡献，该文观点与技术仅代表作者本人。本站仅提供信息存储空间服务，不拥有所有权，不承担相关法律责任。如发现本站有涉嫌侵权/违法违规的内容， 请发送邮件至 gblab@vip.qq.com 举报，一经查实，本站将立刻删除。
内容手机端
扫描二维码推送至手机访问。