Java Singleton ve Senkronizasyon

Lütfen Singleton ve Multithreading ile ilgili sorularımı netleştirin:

• Singleton'u çok iş parçacıklı bir ortamda Java'da uygulamanın en iyi yolu nedir?
• Birden çok iş parçacığı getInstance() aynı anda yönteme erişmeye çalıştığında ne olur ?
• Singleton yapabilir miyiz getInstance() synchronized?
• Singleton sınıflarını kullanırken senkronizasyon gerçekten gerekli mi?

Evet gerekli. Geç başlatma ile iş parçacığı güvenliğini sağlamak için kullanabileceğiniz birkaç yöntem vardır:

Acımasız senkronizasyon:

private static YourObject instance;

public static synchronized YourObject getInstance() {
    if (instance == null) {
        instance = new YourObject();
    }
    return instance;
}

Bu çözüm, gerçekte sadece ilk birkaçının olması gerektiğinde her iş parçacığının senkronize edilmesini gerektirir.

Senkronizasyonu iki kez kontrol edin :

private static final Object lock = new Object();
private static volatile YourObject instance;

public static YourObject getInstance() {
    YourObject r = instance;
    if (r == null) {
        synchronized (lock) {    // While we were waiting for the lock, another 
            r = instance;        // thread may have instantiated the object.
            if (r == null) {  
                r = new YourObject();
                instance = r;
            }
        }
    }
    return r;
}

Bu çözüm, yalnızca singletonunuzu almaya çalışan ilk birkaç iş parçacığının kilidi edinme sürecinden geçmesini sağlar.

Talep Üzerine Başlatma :

private static class InstanceHolder {
    private static final YourObject instance = new YourObject();
}

public static YourObject getInstance() {
    return InstanceHolder.instance;
}

Bu çözüm, iş parçacığı güvenliğini sağlamak için Java bellek modelinin sınıf başlatma garantilerinden yararlanır. Her sınıf yalnızca bir kez yüklenebilir ve yalnızca ihtiyaç duyulduğunda yüklenecektir. Bu, ilk seferin getInstanceçağrılacağı, InstanceHolderyükleneceği ve instanceoluşturulacağı anlamına gelir ve bu, ClassLoaders tarafından kontrol edildiğinden , ek senkronizasyon gerekmez.

Bu desen, açık senkronizasyon olmadan örneğin iş parçacığı açısından güvenli bir tembel başlatması yapar !

public class MySingleton {

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

     private MySingleton () {}

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

Çalışır çünkü sizin için tüm senkronizasyonu ücretsiz olarak yapmak için sınıf yükleyiciyi kullanır: Sınıfa MySingleton.Loaderilk olarak getInstance()yöntemin içinden erişilir , böylece Loadersınıf getInstance()ilk kez çağrıldığında yüklenir . Ayrıca, sınıf yükleyici, sınıfa erişmeden önce tüm statik başlatmanın tamamlandığını garanti eder - bu size iş parçacığı güvenliği sağlar.

Sihir gibi.

Aslında Jhurtado'nun enum kalıbına çok benziyor, ancak enum kalıbını enum kavramının kötüye kullanımı olarak görüyorum (işe yarasa da)

Java'da çok iş parçacıklı bir ortamda çalışıyorsanız ve tüm bu iş parçacıklarının bir sınıfın tek bir örneğine eriştiğini garanti etmeniz gerekiyorsa, bir Enum kullanabilirsiniz. Bu, serileştirmeyi yönetmenize yardımcı olma ek avantajına sahip olacaktır.

public enum Singleton {
    SINGLE;
    public void myMethod(){  
    }
}

ve sonra iş parçacıklarınızın örneğinizi şu şekilde kullanmasını sağlayın:

Singleton.SINGLE.myMethod();

Evet, getInstance()senkronize etmeniz gerekiyor . Değilse, sınıfın birden çok örneğinin yapılabileceği bir durum ortaya çıkabilir.

getInstance()Aynı anda arayan iki iş parçacığınızın olduğu durumu düşünün . Şimdi T1'in instance == nullkontrolü geçtiğini ve sonra T2'nin çalıştığını hayal edin. Bu noktada örnek oluşturulmaz veya ayarlanmaz, bu nedenle T2 kontrolü geçecek ve örneği oluşturacaktır. Şimdi uygulamanın T1'e geri döndüğünü hayal edin. Şimdi tekli oluşturuldu, ancak T1 zaten kontrolü yaptı! Nesneyi tekrar yapmaya devam edecek! getInstance()Senkronize yapmak bu sorunu önler.

Tekilleri iş parçacığı açısından güvenli hale getirmenin birkaç yolu vardır, ancak getInstance()senkronize hale getirmek muhtemelen en basitidir.

Enum singleton

İş parçacığı açısından güvenli olan bir Singleton uygulamanın en basit yolu bir Enum kullanmaktır

public enum SingletonEnum {
  INSTANCE;
  public void doSomething(){
    System.out.println("This is a singleton");
  }
}

Bu kod, Java 1.5'te Enum'un piyasaya sürülmesinden bu yana çalışıyor

Çift kontrollü kilitleme

Çok iş parçacıklı bir ortamda (Java 1.5'ten başlayarak) çalışan "klasik" bir singleton kodlamak istiyorsanız, bunu kullanmalısınız.

public class Singleton {

  private static volatile Singleton instance = null;

  private Singleton() {
  }

  public static Singleton getInstance() {
    if (instance == null) {
      synchronized (Singleton.class){
        if (instance == null) {
          instance = new Singleton();
        }
      }
    }
    return instance ;
  }
}

Bu, 1.5'ten önce iş parçacığı için güvenli değildir çünkü volatile anahtar kelimenin gerçeklemesi farklıdır.

Erken yükleme Singleton (Java 1.5'ten önce bile çalışır)

Bu uygulama, sınıf yüklendiğinde singletonu başlatır ve iş parçacığı güvenliği sağlar.

public class Singleton {

  private static final Singleton instance = new Singleton();

  private Singleton() {
  }

  public static Singleton getInstance() {
    return instance;
  }

  public void doSomething(){
    System.out.println("This is a singleton");
  }

}

Örneği sınıf yüklemesinde somutlaştırmak ve iş parçacığı eşitleme sorunlarını önlemek için statik kod bloğu da kullanabilirsiniz.

public class MySingleton {

  private static final MySingleton instance;

  static {
     instance = new MySingleton();
  }

  private MySingleton() {
  }

  public static MySingleton getInstance() {
    return instance;
  }

}

Singleton'u çok iş parçacıklı bir ortamda Java'da uygulamanın en iyi yolu nedir?

Singleton'ı uygulamanın en iyi yolu için bu gönderiye bakın.

Java'da bir tekli model uygulamanın etkili bir yolu nedir?

Birden çok iş parçacığı aynı anda getInstance () yöntemine erişmeye çalıştığında ne olur?

Yöntemi uygulama şeklinize bağlıdır. Uçucu değişken olmadan çift kilitleme kullanırsanız, kısmen oluşturulmuş Singleton nesnesi elde edebilirsiniz.

Daha fazla ayrıntı için bu soruya bakın:

Bu çift kontrollü kilitleme örneğinde neden uçucu kullanılmaktadır?

Singleton'ın getInstance () işlevini senkronize edebilir miyiz?

Singleton sınıflarını kullanırken senkronizasyon gerçekten gerekli mi?

Singleton'ı aşağıdaki şekillerde uygularsanız gerekli değildir

1. statik somutlaştırma
2. Sıralama
3. İstek üzerine başlatma ile LazyInitalaization_holder_idiom

Daha fazla ayrıntı için bu soruya bakın

Java Singleton Design Pattern: Sorular

public class Elvis { 
   public static final Elvis INSTANCE = new Elvis();
   private Elvis () {...}
 }

Kaynak: Etkili Java -> Öğe 2

Sınıfın her zaman tekil kalacağından eminseniz, onu kullanmanızı önerir.