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 = new
AtomicStampedReference<>(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 + 1
atomicStampedReference.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 + 1
System.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
