Spring三 多线程下的单例

（3）、 针对某些重要的代码来进行单独的同步（可能非线程安全）

针对某些重要的代码进行单独的同步，而不是全部进行同步，可以极大的提高执行效率，我们来看一下：

package org.mlinge.s04;

public class MySingleton {

    private static MySingleton instance = null;

    private MySingleton(){}

    public static MySingleton getInstance() {
        try {
            if(instance != null){//懒汉式

            }else{
                //创建实例之前可能会有一些准备性的耗时工作
                Thread.sleep(300);
                synchronized (MySingleton.class) {
                    instance = new MySingleton();
                }
            }
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return instance;
    }
}

此时同样使用前面验证多线程下执行情况的MyThread类来进行验证，将其放入到org.mlinge.s04包下运行，执行结果如下：

1481297610
397630378
1863264879
1210420568
1935123450
369539795
590202901
1718900954
1689058373
602269801

从运行结果来看，这样的方法进行代码块同步，代码的运行效率是能够得到提升，但是却没能保住线程的安全性。看来还得进一步考虑如何解决此问题。

（4）、 Double Check Locking 双检查锁机制（推荐）

为了达到线程安全，又能提高代码执行效率，我们这里可以采用DCL的双检查锁机制来完成，代码实现如下：

package org.mlinge.s05;

public class MySingleton {

    //使用volatile关键字保其可见性
    volatile private static MySingleton instance = null;

    private MySingleton(){}

    public static MySingleton getInstance() {
        try {
            if(instance != null){//懒汉式

            }else{
                //创建实例之前可能会有一些准备性的耗时工作
                Thread.sleep(300);
                synchronized (MySingleton.class) {
                    if(instance == null){//二次检查
                        instance = new MySingleton();
                    }
                }
            }
        } catch (InterruptedException e) {
            e.printStackTrace();
        }
        return instance;
    }
}

将前面验证多线程下执行情况的MyThread类放入到org.mlinge.s05包下运行，执行结果如下：

369539795
369539795
369539795
369539795
369539795
369539795
369539795
369539795
369539795
369539795

从运行结果来看，该中方法保证了多线程并发下的线程安全性。

这里在声明变量时使用了volatile关键字来保证其线程间的可见性；在同步代码块中使用二次检查，以保证其不被重复实例化。集合其二者，这种实现方式既保证了其高效性，也保证了其线程安全性。

4、使用静态内置类实现单例模式

DCL解决了多线程并发下的线程安全问题，其实使用其他方式也可以达到同样的效果，代码实现如下：

package org.mlinge.s06;

public class MySingleton {

    //内部类
    private static class MySingletonHandler{
        private static MySingleton instance = new MySingleton();
    }

    private MySingleton(){}

    public static MySingleton getInstance() {
        return MySingletonHandler.instance;
    }
}

以上代码就是使用静态内置类实现了单例模式，这里将前面验证多线程下执行情况的MyThread类放入到org.mlinge.s06包下运行，执行结果如下：

1718900954
1718900954
1718900954
1718900954
1718900954
1718900954
1718900954
1718900954
1718900954
1718900954

从运行结果来看，静态内部类实现的单例在多线程并发下单个实例得到了保证。

5、序列化与反序列化的单例模式实现

静态内部类虽然保证了单例在多线程并发下的线程安全性，但是在遇到序列化对象时，默认的方式运行得到的结果就是多例的。

代码实现如下：

package org.mlinge.s07;

import java.io.Serializable;

public class MySingleton implements Serializable {

    private static final long serialVersionUID = 1L;

    //内部类
    private static class MySingletonHandler{
        private static MySingleton instance = new MySingleton();
    }

    private MySingleton(){}

    public static MySingleton getInstance() {
        return MySingletonHandler.instance;
    }
}

序列化与反序列化测试代码：

package org.mlinge.s07;

import java.io.File;
import java.io.FileInputStream;
import java.io.FileNotFoundException;
import java.io.FileOutputStream;
import java.io.IOException;
import java.io.ObjectInputStream;
import java.io.ObjectOutputStream;

public class SaveAndReadForSingleton {

    public static void main(String[] args) {
        MySingleton singleton = MySingleton.getInstance();

        File file = new File("MySingleton.txt");

        try {
            FileOutputStream fos = new FileOutputStream(file);
            ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(fos);
            oos.writeObject(singleton);
            fos.close();
            oos.close();
            System.out.println(singleton.hashCode());
        } catch (FileNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        }

        try {
            FileInputStream fis = new FileInputStream(file);
            ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(fis);
            MySingleton rSingleton = (MySingleton) ois.readObject();
            fis.close();
            ois.close();
            System.out.println(rSingleton.hashCode());
        } catch (FileNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (IOException e) {
            e.printStackTrace();
        } catch (ClassNotFoundException e) {
            e.printStackTrace();
        }

    }
}

运行以上代码，得到的结果如下：

865113938
1442407170

从结果中我们发现，序列号对象的hashCode和反序列化后得到的对象的hashCode值不一样，说明反序列化后返回的对象是重新实例化的，单例被破坏了。那怎么来解决这一问题呢？

解决办法就是在反序列化的过程中使用readResolve()方法，单例实现的代码如下：

package org.mlinge.s07;

import java.io.ObjectStreamException;
import java.io.Serializable;

public class MySingleton implements Serializable {

    private static final long serialVersionUID = 1L;

    //内部类
    private static class MySingletonHandler{
        private static MySingleton instance = new MySingleton();
    }

    private MySingleton(){}

    public static MySingleton getInstance() {
        return MySingletonHandler.instance;
    }

    //该方法在反序列化时会被调用，该方法不是接口定义的方法，有点儿约定俗成的感觉
    protected Object readResolve() throws ObjectStreamException {
        System.out.println("调用了readResolve方法！");
        return MySingletonHandler.instance;
    }
}

再次运行上面的测试代码，得到的结果如下：

865113938
调用了readResolve方法！
865113938

从运行结果可知，添加readResolve方法后反序列化后得到的实例和序列化前的是同一个实例，单个实例得到了保证。

6、使用static代码块实现单例

静态代码块中的代码在使用类的时候就已经执行了，所以可以应用静态代码块的这个特性的实现单例设计模式。

package org.mlinge.s08;

public class MySingleton{

    private static MySingleton instance = null;

    private MySingleton(){}

    static{
        instance = new MySingleton();
    }

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

测试代码如下：

package org.mlinge.s08;

public class MyThread extends Thread{

    @Override
    public void run() {
        for (int i = 0; i < 5; i++) {
            System.out.println(MySingleton.getInstance().hashCode());
        }
    }

    public static void main(String[] args) {

        MyThread[] mts = new MyThread[3];
        for(int i = 0 ; i < mts.length ; i++){
            mts[i] = new MyThread();
        }

        for (int j = 0; j < mts.length; j++) {
            mts[j].start();
        }
    }
}

运行结果如下：

1718900954
1718900954
1718900954
1718900954
1718900954
1718900954
1718900954
1718900954
1718900954
1718900954
1718900954
1718900954
1718900954
1718900954
1718900954

从运行结果看，单例的线程安全性得到了保证。

7、使用枚举数据类型实现单例模式

枚举enum和静态代码块的特性相似，在使用枚举时，构造方法会被自动调用，利用这一特性也可以实现单例：

package org.mlinge.s09;

public enum EnumFactory{

    singletonFactory;

    private MySingleton instance;

    private EnumFactory(){//枚举类的构造方法在类加载是被实例化
        instance = new MySingleton();
    }

    public MySingleton getInstance(){
        return instance;
    }

}

class MySingleton{//需要获实现单例的类，比如数据库连接Connection
    public MySingleton(){}
}

测试代码如下：

package org.mlinge.s09;

public class MyThread extends Thread{

    @Override
    public void run() {
        System.out.println(EnumFactory.singletonFactory.getInstance().hashCode());
    }

    public static void main(String[] args) {

        MyThread[] mts = new MyThread[10];
        for(int i = 0 ; i < mts.length ; i++){
            mts[i] = new MyThread();
        }

        for (int j = 0; j < mts.length; j++) {
            mts[j].start();
        }
    }
}

执行后得到的结果：

1481297610
1481297610
1481297610
1481297610
1481297610
1481297610
1481297610
1481297610
1481297610
1481297610

运行结果表明单例得到了保证，但是这样写枚举类被完全暴露了，据说违反了“职责单一原则”，那我们来看看怎么进行改造呢。

8、完善使用enum枚举实现单例模式

不暴露枚举类实现细节的封装代码如下：

package org.mlinge.s10;

public class ClassFactory{

    private enum MyEnumSingleton{
        singletonFactory;

        private MySingleton instance;

        private MyEnumSingleton(){//枚举类的构造方法在类加载是被实例化
            instance = new MySingleton();
        }

        public MySingleton getInstance(){
            return instance;
        }
    }

    public static MySingleton getInstance(){
        return MyEnumSingleton.singletonFactory.getInstance();
    }
}

class MySingleton{//需要获实现单例的类，比如数据库连接Connection
    public MySingleton(){}
}

验证单例实现的代码如下：

package org.mlinge.s10;

public class MyThread extends Thread{

    @Override
    public void run() {
        System.out.println(ClassFactory.getInstance().hashCode());
    }

    public static void main(String[] args) {

        MyThread[] mts = new MyThread[10];
        for(int i = 0 ; i < mts.length ; i++){
            mts[i] = new MyThread();
        }

        for (int j = 0; j < mts.length; j++) {
            mts[j].start();
        }
    }
}

验证结果：

1935123450
1935123450
1935123450
1935123450
1935123450
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1935123450
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1935123450
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