寫(xiě)軟件的時(shí)候經(jīng)常需要用到打印日志功能，可以幫助你調(diào)試和定位問(wèn)題，項(xiàng)目上線后還可以幫助你分析數(shù)據(jù)。但是Java原生帶有的System.out.println()方法卻很少在真正的項(xiàng)目開(kāi)發(fā)中使用，甚至像findbugs等代碼檢查工具還會(huì)認(rèn)為使用System.out.println()是一個(gè)bug。
為什么作為Java新手神器的System.out.println()，到了真正項(xiàng)目開(kāi)發(fā)當(dāng)中會(huì)被唾棄呢？其實(shí)只要細(xì)細(xì)分析，你就會(huì)發(fā)現(xiàn)它的很多弊端。比如不可控制，所有的日志都會(huì)在項(xiàng)目上線后照常打印，從而降低運(yùn)行效率；又或者不能將日志記錄到本地文件，一旦打印被清除，日志將再也找不回來(lái)；再或者打印的內(nèi)容沒(méi)有Tag區(qū)分，你將很難辨別這一行日志是在哪個(gè)類里打印的。
你的leader也不是傻瓜，用System.out.println()的各項(xiàng)弊端他也清清楚楚，因此他今天給你的任務(wù)就是制作一個(gè)日志工具類，來(lái)提供更好的日志功能。不過(guò)你的leader人還不錯(cuò)，并沒(méi)讓你一開(kāi)始就實(shí)現(xiàn)一個(gè)具備各項(xiàng)功能的牛逼日志工具類，只需要一個(gè)能夠控制打印級(jí)別的日志工具就好。
這個(gè)需求對(duì)你來(lái)說(shuō)并不難，你立刻就開(kāi)始動(dòng)手編寫(xiě)了，并很快完成了第一個(gè)版本：
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public class LogUtil { public final int DEBUG = 0; public final int INFO = 1; public final int ERROR = 2; public final int NOTHING = 3; public int level = DEBUG; public void debug(String msg) { if (DEBUG >= level) { System.out.println(msg); } } public void info(String msg) { if (INFO >= level) { System.out.println(msg); } } public void error(String msg) { if (ERROR >= level) { System.out.println(msg); } } } |
通過(guò)這個(gè)類來(lái)打印日志，只需要控制level的級(jí)別，就可以自由地控制打印的內(nèi)容。比如現(xiàn)在項(xiàng)目處于開(kāi)發(fā)階段，就將level設(shè)置為DEBUG，這樣所有的日志信息都會(huì)被打印。而項(xiàng)目如果上線了，可以把level設(shè)置為INFO，這樣就只能看到INFO及以上級(jí)別的日志打印。如果你只想看到錯(cuò)誤日志，就可以把level設(shè)置為ERROR。而如果你開(kāi)發(fā)的項(xiàng)目是客戶端版本，不想讓任何日志打印出來(lái)，可以將level設(shè)置為NOTHING。打印的時(shí)候只需要調(diào)用：
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new LogUtil().debug("Hello World!"); |
你迫不及待地將這個(gè)工具介紹給你的leader，你的leader聽(tīng)完你的介紹后說(shuō)：“好樣的，今后大伙都用你寫(xiě)的這個(gè)工具來(lái)打印日志了！”
可是沒(méi)過(guò)多久，你的leader找到你來(lái)反饋問(wèn)題了。他說(shuō)雖然這個(gè)工具好用，可是打印這種事情是不區(qū)分對(duì)象的，這里每次需要打印日志的時(shí)候都需要new出一個(gè)新的LogUtil，太占用內(nèi)存了，希望你可以將這個(gè)工具改成用單例模式實(shí)現(xiàn)。
你認(rèn)為你的leader說(shuō)的很有道理，而且你也正想趁這個(gè)機(jī)會(huì)練習(xí)使用一下設(shè)計(jì)模式，于是你寫(xiě)出了如下的代碼（ps：這里代碼是我自己實(shí)現(xiàn)的，而且我開(kāi)始確實(shí)沒(méi)注意線程同步問(wèn)題）：
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public class LogUtil { private static LogUtil logUtilInstance; public final int DEBUG = 0; public final int INFO = 1; public final int ERROR = 2; public final int NOTHING = 3; public int level = DEBUG; private LogUtil() { } public static LogUtil getInstance() { if (logUtilInstance == null) { logUtilInstance = new LogUtil(); } return logUtilInstance; } public void debug(String msg) { if (DEBUG >= level) { System.out.println(msg); } } public void info(String msg) { if (INFO >= level) { System.out.println(msg); } } public void error(String msg) { if (ERROR >= level) { System.out.println(msg); } } public static void main(String[] args) { LogUtil.getInstance().debug("Hello World!"); } } |
首先將LogUtil的構(gòu)造函數(shù)私有化，這樣就無(wú)法使用new關(guān)鍵字來(lái)創(chuàng)建LogUtil的實(shí)例了。然后使用一個(gè)sLogUtil私有靜態(tài)變量來(lái)保存實(shí)例，并提供一個(gè)公有的getInstance方法用于獲取LogUtil的實(shí)例，在這個(gè)方法里面判斷如果sLogUtil為空，就new出一個(gè)新的LogUtil實(shí)例，否則就直接返回sLogUtil。這樣就可以保證內(nèi)存當(dāng)中只會(huì)存在一個(gè)LogUtil的實(shí)例了。單例模式完工！這時(shí)打印日志的代碼需要改成如下方式：
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LogUtil.getInstance().debug("Hello World"); |
你將這個(gè)版本展示給你的leader瞧，他看后笑了笑，說(shuō)：“雖然這看似是實(shí)現(xiàn)了單例模式，可是還存在著bug的哦。
你滿腹狐疑，單例模式不都是這樣實(shí)現(xiàn)的嗎？還會(huì)有什么bug呢？
你的leader提示你，使用單例模式就是為了讓這個(gè)類在內(nèi)存中只能有一個(gè)實(shí)例的，可是你有考慮到在多線程中打印日志的情況嗎？如下面代碼所示：
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public static LogUtil getInstance() { if (logUtilInstance == null) { logUtilInstance = new LogUtil(); } return logUtilInstance; } |
如果現(xiàn)在有兩個(gè)線程同時(shí)在執(zhí)行g(shù)etInstance方法，第一個(gè)線程剛執(zhí)行完第2行，還沒(méi)執(zhí)行第3行，這個(gè)時(shí)候第二個(gè)線程執(zhí)行到了第2行，它會(huì)發(fā)現(xiàn)sLogUtil還是null，于是進(jìn)入到了if判斷里面。這樣你的單例模式就失敗了，因?yàn)閯?chuàng)建了兩個(gè)不同的實(shí)例。
你恍然大悟，不過(guò)你的思維非常快，立刻就想到了解決辦法，只需要給方法加上同步鎖就可以了，代碼如下：
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public synchronized static LogUtil getInstance() { if (logUtilInstance == null) { logUtilInstance = new LogUtil(); } return logUtilInstance; } |
這樣，同一時(shí)刻只允許有一個(gè)線程在執(zhí)行g(shù)etInstance里面的代碼，這樣就有效地解決了上面會(huì)創(chuàng)建兩個(gè)實(shí)例的情況。
你的leader看了你的新代碼后說(shuō)：“恩，不錯(cuò)。這確實(shí)解決了有可能創(chuàng)建兩個(gè)實(shí)例的情況，但是這段代碼還是有問(wèn)題的。”
你緊張了起來(lái)，怎么還會(huì)有問(wèn)題啊？
你的leader笑笑：“不用緊張，這次不是bug，只是性能上可以優(yōu)化一些。你看一下，如果是在getInstance方法上加了一個(gè)synchronized，那么我每次去執(zhí)行g(shù)etInstace方法的時(shí)候都會(huì)受到同步鎖的影響，這樣運(yùn)行的效率會(huì)降低，其實(shí)只需要在第一次創(chuàng)建LogUtil實(shí)例的時(shí)候加上同步鎖就好了。我來(lái)教你一下怎么把它優(yōu)化的更好。”
首先將synchronized關(guān)鍵字從方法聲明中去除，把它加入到方法體當(dāng)中：
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public static LogUtil getInstance() { if (logUtilInstance == null) { synchronized (LogUtil.class) { if (logUtilInstance == null) { // 這里是必須的，因?yàn)橛锌赡軆蓚€(gè)進(jìn)程同時(shí)執(zhí)行到synchronized之前 logUtilInstance = new LogUtil(); } } } return logUtilInstance; } |
代碼改成這樣之后，只有在sLogUtil還沒(méi)被初始化的時(shí)候才會(huì)進(jìn)入到第3行，然后加上同步鎖。等sLogUtil一但初始化完成了，就再也走不到第3行了，這樣執(zhí)行g(shù)etInstance方法也不會(huì)再受到同步鎖的影響，效率上會(huì)有一定的提升。
你情不自禁贊嘆到，這方法真巧妙啊，能想得出來(lái)實(shí)在是太聰明了。
你的leader馬上謙虛起來(lái)：“這種方法叫做雙重鎖定(Double-Check Locking)，可不是我想出來(lái)的，更多的資料你可以在網(wǎng)上查一查。”
其實(shí)在java里實(shí)現(xiàn)單例我更習(xí)慣用餓漢模式
懶漢式的特點(diǎn)是延遲加載，實(shí)例直到用到的時(shí)候才會(huì)加載
餓漢式的特點(diǎn)是一開(kāi)始就加載了，所以每次用到的時(shí)候直接返回即可（我更推薦這一種，因?yàn)椴恍枰紤]太多線程安全的問(wèn)題，當(dāng)然懶漢式是可以通過(guò)上文所說(shuō)的雙重鎖定解決同步問(wèn)題的）
用餓漢式實(shí)現(xiàn)日志記錄的代碼如下：
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public class LogUtil { private static final LogUtil logUtilInstance = new LogUtil(); public final int DEBUG = 0; public final int INFO = 1; public final int ERROR = 2; public final int NOTHING = 3; public int level = DEBUG; private LogUtil() { } public static LogUtil getInstance() { return logUtilInstance; } public void debug(String msg) { if (DEBUG >= level) { System.out.println(msg); } } public void info(String msg) { if (INFO >= level) { System.out.println(msg); } } public void error(String msg) { if (ERROR >= level) { System.out.println(msg); } } public static void main(String[] args) { logUtil.getInstance().debug("Hello World!"); } } |
