《单例模式》之双重检查加锁DCL(结合SQLiteOpenHelper实例)

原文  http://blog.csdn.net/codezjx/article/details/8883599

 

前言:有一些对象其实我们只需要一个,比如说:线程池、缓存、对话框、处理偏好设置和注册表的对象、日志对象,充当打印机、显卡等设备的驱动程序的对象。事实上,这类对象 只能 有一个实例,如果创造出多个实例,就会导致许多问题产生。例如:程序的行为异常、资源使用过量,or不一致的结果。Android应用程序开发中,我们也会用到单例。如最经典的:单例SQLiteOpenHelper数据库操作类,专门处理数据库之间的交流。

如何实现单例模式?

首先看看单例模式的 定义 :确保一个类只有一个实例,并提供一个全局访问点。

一、经典的单例模式实现:

/** 单例*/
  private static DBHelper instance = null;
  
  private DBHelper(Context context) {
    super(context, DATABASE_NAME, null, DATABASE_VERSION);
    // TODO Auto-generated constructor stub
  }
  public static DBHelper getInstance(Context context) {
    if(instance == null) {
      instance = new DBHelper(context);
    }
    return instance;
  }

注意:
1、利用一个静态变量来记录DBHelper唯一实例
2、构造器必须声明为私有的,只有DBHelper类内部才可以调用构造器
3、getInstance()方法实例化对象,并返回这个实例
4、上面的例子用的是延迟实例化的方式创建,对资源敏感的对象特别重要。

二、多线程下的单例

(1)灾难的开始

上面的经典单例实现适合于单线程程序。然而,当引入多线程时,就必须通过同步来保护 getInstance() 方法。如果不保护 getInstance() 方法,则可能返回 DBHelper对象的两个不同的实例。假设2个线程并发调用 getInstance() 方法并且线程1进入if(instance == null) 后,线程2同时进入if(instance == null)并new了一个对象,此时将存在两个不同的实例。

解决方法:
只要把getInstance() 变成同步(synchronized)方法,多线程的灾难几乎可以轻松地解决。代码如下:

public static synchronized DBHelper getInstance(Context context) {
    if(instance == null) {
      instance = new DBHelper(context);
    }
    return instance;
  }

(2)新的灾难

为了确保我们的程序能应对多线程模式并正常工作,但这又带来了另外一个灾难:同步getInstance() 方法将会极大的拖垮性能。因为同步一个方法可能造成程序执行效率下降100倍。我们可以进行如下的折衷选择:
解决方法:

1、若性能对应用程序不是很关键,那就忘了上面的性能损失,使用同步getInstance() 方法。若getInstance() 方法运行在很频繁的地方,就要重新考虑了。
2、若资源不敏感,则使用“急切”方法创建实例,而不是延迟实例化的方法,既在静态初始化器中创建单件,保证线程安全。
3、采用“双重检查加锁(DCL)”,在getInstance() 中减少使用同步,下面将重点介绍。

(3)双重检查加锁(DCL):完美的解决方案

定义:利用“双重检查加锁”,将首先检查实例是否已经创建了,如果尚未创建,才进行同步。这样一来,只有第一次会同步,这就是我们想要的。既避免了多线程灾难,又减少了性能损失。看看代码:

/** 单例*/
private static DBHelper instance = null;
    
  private DBHelper(Context context) {
    super(context, DATABASE_NAME, null, DATABASE_VERSION);
    // TODO Auto-generated constructor stub
  }
  
  /** 采用双重检查加锁实例化单件*/
  public static DBHelper getInstance(Context context) 
  {
    if(instance == null)   //第一次检查
    {
      synchronized (DBHelper.class) 
      {
        if(instance == null) //第二次检查
        {
          instance = new DBHelper(context);
        }
      }
    }
    return instance;
  }

 

为什么需要第二次检查?

首先我们来分析没有第二次检查的情况:当instance为null时,两个线程可以并发地进入if语句内部。然后,一个线程进入synchronized块来初始化instance,而另一个线程则被阻断。当第一个线程退出synchronized块时,等待着的线程进入并创建另一个DBHelper对象。注意:当第二个线程进入 synchronized 块时,它并没有检查 instance 是否非 null。因此我们需要对instance进行第二次非空检查,这也是“双重检查加锁”名称的由来。