18. 玩转单例模式

饿汉式、DCL懒汉式

单例模式，单线程模式下是安全的的，但是多线程模式下，不安全

1）饿汉式

/*** 饿汉式单例*/
public class Hungry {/*** 可能会浪费空间*/private byte[] data1=new byte[1024*1024];private byte[] data2=new byte[1024*1024];private byte[] data3=new byte[1024*1024];private byte[] data4=new byte[1024*1024];private Hungry(){}private final static Hungry hungry = new Hungry();public static Hungry getInstance(){return hungry;}
}

2）DCL懒汉式

//懒汉式单例模式
public class LazyMan {private static boolean key = false;private LazyMan(){synchronized (LazyMan.class){if (key==false){key=true;}else{throw new RuntimeException("不要试图使用反射破坏异常");}}System.out.println(Thread.currentThread().getName()+" ok");}private volatile static LazyMan lazyMan;//双重检测锁模式 简称DCL懒汉式public static LazyMan getInstance(){//需要加锁if(lazyMan==null){synchronized (LazyMan.class){if(lazyMan==null){lazyMan=new LazyMan();/*** 1、分配内存空间* 2、执行构造方法，初始化对象* 3、把这个对象指向这个空间**  就有可能出现指令重排问题*  比如执行的顺序是1 3 2 等*  我们就可以添加volatile保证指令重排问题*/}}}return lazyMan;}//单线程下 是ok的//但是如果是并发的public static void main(String[] args) throws NoSuchMethodException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, InstantiationException, NoSuchFieldException {//Java中有反射
//        LazyMan instance = LazyMan.getInstance();Field key = LazyMan.class.getDeclaredField("key");key.setAccessible(true);Constructor<LazyMan> declaredConstructor = LazyMan.class.getDeclaredConstructor(null);declaredConstructor.setAccessible(true); //无视了私有的构造器LazyMan lazyMan1 = declaredConstructor.newInstance();key.set(lazyMan1,false);LazyMan instance = declaredConstructor.newInstance();System.out.println(instance);System.out.println(lazyMan1);System.out.println(instance == lazyMan1);}
}

3）静态内部类

//静态内部类
public class Holder {private Holder(){}public static Holder getInstance(){return InnerClass.holder;}public static class InnerClass{private static final Holder holder = new Holder();}
}

单例不安全, 因为反射

4）枚举

遇到问题：反射可以破坏单例模式

①尝试1：加锁，禁止反射重复创建对象

如果使用反射重复创建单例对象，单例模式还是会被破坏

②尝试2：设置标志位

反射也可以获取标志位，修改标志位的值，再次破坏单例模式

最终解决

只能通过源码分析解决

枚举类型从jdk1.5出来，自带单例类型

1.使用枚举解决尝试

2.源码中有提示有无参构造的方法

再次通过源码分析和反编译

以上说明源码和反编译的结果骗了我们，不然结果肯定对呀

3.使用jad将编译文件反编译成java

枚举类型的最终反编译源码：

public final class EnumSingle extends Enum
{public static EnumSingle[] values(){return (EnumSingle[])$VALUES.clone();}public static EnumSingle valueOf(String name){return (EnumSingle)Enum.valueOf(com/ogj/single/EnumSingle, name);}private EnumSingle(String s, int i){super(s, i);}public EnumSingle getInstance(){return INSTANCE;}public static final EnumSingle INSTANCE;private static final EnumSingle $VALUES[];static {INSTANCE = new EnumSingle("INSTANCE", 0);$VALUES = (new EnumSingle[] {INSTANCE});}
}

最终测试：

//enum 是什么？ enum本身就是一个Class 类
public enum EnumSingle {INSTANCE;public EnumSingle getInstance(){return INSTANCE;}
}class Test{public static void main(String[] args) throws NoSuchMethodException, IllegalAccessException, InvocationTargetException, InstantiationException {EnumSingle instance1 = EnumSingle.INSTANCE;Constructor<EnumSingle> declaredConstructor = EnumSingle.class.getDeclaredConstructor(String.class,int.class);declaredConstructor.setAccessible(true);//java.lang.NoSuchMethodException: com.ogj.single.EnumSingle.<init>()EnumSingle instance2 = declaredConstructor.newInstance();System.out.println(instance1);System.out.println(instance2);}
}

结果：

19. 深入理解CAS

1）什么是CAS？

大厂必须深入研究底层！！！！修内功！操作系统、计算机网络原理、组成原理、数据结构

public class casDemo {//CAS : compareAndSet 比较并交换public static void main(String[] args) {AtomicInteger atomicInteger = new AtomicInteger(2020);//boolean compareAndSet(int expect, int update)//期望值、更新值//如果实际值 和 我的期望值相同，那么就更新//如果实际值 和 我的期望值不同，那么就不更新System.out.println(atomicInteger.compareAndSet(2020, 2021));System.out.println(atomicInteger.get());//因为期望值是2020  实际值却变成了2021  所以会修改失败//CAS 是CPU的并发原语atomicInteger.getAndIncrement(); //++操作System.out.println(atomicInteger.compareAndSet(2020, 2021));System.out.println(atomicInteger.get());}
}

Unsafe 类 源码分析

2）总结

CAS：比较当前工作内存中的值 和 主内存中的值，如果这个值是期望的，那么则执行操作！如果不是就一直循环，使用的是自旋锁。

缺点：

• 循环会耗时；
• 一次性只能保证一个共享变量的原子性；
• 它会存在ABA问题

CAS：ABA问题？(狸猫换太子)

线程1：期望值是1，要变成2；

线程2：两个操作：

• 1、期望值是1，变成3
• 2、期望是3，变成1

所以对于线程1来说，A的值还是1，所以就出现了问题，骗过了线程1；

public class casDemo {//CAS : compareAndSet 比较并交换public static void main(String[] args) {AtomicInteger atomicInteger = new AtomicInteger(2020);System.out.println(atomicInteger.compareAndSet(2020, 2021));System.out.println(atomicInteger.get());//boolean compareAndSet(int expect, int update)//期望值、更新值//如果实际值 和 我的期望值相同，那么就更新//如果实际值 和 我的期望值不同，那么就不更新System.out.println(atomicInteger.compareAndSet(2021, 2020));System.out.println(atomicInteger.get());//因为期望值是2020  实际值却变成了2021  所以会修改失败//CAS 是CPU的并发原语
//        atomicInteger.getAndIncrement(); //++操作System.out.println(atomicInteger.compareAndSet(2020, 2021));System.out.println(atomicInteger.get());}
}

20. 原子引用

解决ABA问题，对应的思想：就是使用了乐观锁~

遇到问题：Integer包装类的问题

带版本号的 原子操作！

Integer 使用了对象缓存机制，默认范围是-128~127，推荐使用静态工厂方法valueOf获取对象实例，而不是new，因为valueOf使用缓存，而new一定会创建新的对象分配新的内存空间。

带版本号的原子操作

package com.marchsoft.lockdemo;import java.util.concurrent.TimeUnit;
import java.util.concurrent.atomic.AtomicStampedReference;public class CASDemo {/**AtomicStampedReference 注意，如果泛型是一个包装类，注意对象的引用问题* 正常在业务操作，这里面比较的都是一个个对象，一般很少用Integer来指定泛型*/static AtomicStampedReference<Integer> atomicStampedReference = newAtomicStampedReference<>(1, 1);// CAS compareAndSet : 比较并交换！public static void main(String[] args) {new Thread(() -> {int stamp = atomicStampedReference.getStamp(); // 获得版本号System.out.println("a1=>" + stamp);try {TimeUnit.SECONDS.sleep(1);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}// 修改操作时，版本号更新 + 1atomicStampedReference.compareAndSet(1, 2,atomicStampedReference.getStamp(),atomicStampedReference.getStamp() + 1);System.out.println("a2=>" + atomicStampedReference.getStamp());// 重新把值改回去， 版本号更新 + 1System.out.println(atomicStampedReference.compareAndSet(2, 1,atomicStampedReference.getStamp(),atomicStampedReference.getStamp() + 1));System.out.println("a3=>" + atomicStampedReference.getStamp());}, "a").start();// 乐观锁的原理相同！new Thread(() -> {int stamp = atomicStampedReference.getStamp(); // 获得版本号System.out.println("b1=>" + stamp);try {TimeUnit.SECONDS.sleep(2);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}System.out.println(atomicStampedReference.compareAndSet(1, 3,stamp, stamp + 1));System.out.println("b2=>" + atomicStampedReference.getStamp());}, "b").start();}
}

JUC并发编程-单例模式、深入理解CAS、原子引用 到此完结，笔者归纳、创作不易，大佬们给个3连再起飞吧