2021-04-13

Java单例模式实现，一次性学完整，面试加分项

单例模式是设计模式中使用最为普遍的一种模式。属于对象创建模式，它可以确保系统中一个类只产生一个实例。这样的行为能带来两大好处：

  • 对于频繁使用的对象，可以省略创建对象所花费的时间，这对于那些重量级对象而言，是非常可观的一笔系统开销。
  • 由于new操作的次数减少，因而对系统内存的使用频率也会降低，这将减轻GC压力，缩短GC停顿时间。

在实际应用中，很多时候有一些对象我们只需要一个，例如：线程池（threadpool）、缓存（cache）、注册表（registry）、日志对象等等，这个时候把它设计为单例模式是最好的选择。

1、单例模式6种实现方法

1）懒汉模式(线程不安全)

public class Singleton01 { private static Singleton01 instance; /**  * 私有构造方法  */ private Singleton01(){} public static Singleton01 getInstance() {  if(instance == null) {   instance = new Singleton01();  }  return instance;  }}

这种写法实现延迟加载，但线程不安全。禁止使用！

2）懒汉模式(线程安全)

public class Singleton02 { private static Singleton02 instance; /**  * 私有构造方法  */ private Singleton02(){} public static synchronized Singleton02 getInstance() {  if(instance == null) {   instance = new Singleton02();  }  return instance;  }}

这种写法实现延迟加载，且增加synchronized来保证线程安全，但效率太低。不建议使用

3）懒汉模式(双重校验锁)

public class Singleton03 { private volatile static Singleton03 instance; /**  * 私有构造方法  */ private Singleton03(){} public static Singleton03 getInstance() {  if(instance == null) {   synchronized (Singleton03.class) {    if (instance == null) {     instance = new Singleton03();    }   }  }  return instance;  }}

使用到了volatile机制。这个是第二种方式的升级版，俗称双重检查锁定。既保证了效率，又保证了安全。

4）饿汉模式

public class Singleton03 { private static Singleton03 instance = new Singleton03(); /**  * 私有构造方法  */ private Singleton03(){} public static synchronized Singleton03 getInstance() {  return instance;  }}

这种基于类加载机制避免了多线程的同步问题，初始化的时候就给装载了。但却没了懒加载的效果。
这也是最简单的一种实现。

5）静态内部类

public class Singleton04 { // 静态内部类 private static class SingletonHolder {  private static final Singleton04 INSTANCE = new Singleton04(); } /**  * 私有构造方法  */ private Singleton04(){} public static Singleton04 getInstance() {  return SingletonHolder.INSTANCE; }}

这种方式当Singleton04类被加载时，其内部类并不会被加载，所以单例类INSTANCE不会被初始化。
只有显式调用getInstance方法时，才会加载SingletonHolder，从而实例化INSTANCE。
由于实例的建立是在类加载时完成，所以天生线程安全。因此兼备了懒加载和线程安全的特性。

6）枚举（号称最好）

public enum EnumSingleton01 { INSTANCE; public void doSomething() {  System.out.println("doSomething"); }}

模拟数据库链接：

public enum EnumSingleton02 { INSTANCE; private DBConnection dbConnection = null; private EnumSingleton02() {  dbConnection = new DBConnection(); } public DBConnection getConnection() {  return dbConnection; }}

这种方式是Effective Java作者Josh Bloch提倡的方式，它不仅能避免多线程同步问题，
而且还能防止反序列化重新创建新的对象。

2、为什么说枚举方法是最好的？

前5种方式实现单例都有如下3个特点：

  • 构造方法私有化
  • 实例化的变量引用私有化
  • 获取实例的方法共有

首先，私有化构造器并不保险。因为它抵御不了反射攻击,其次就是序列化重新创建新对象。下面来进行验证。

1） 反射验证

@Testpublic void reflectTest() throws Exception { Singleton03 s = Singleton03.getInstance(); // 拿到所有的构造函数，包括非public的 Constructor<Singleton03> constructor = Singleton03.class.getDeclaredConstructor(); constructor.setAccessible(true); // 构造实例 Singleton03 reflection = constructor.newInstance(); System.out.println(s); System.out.println(reflection); System.out.println(s == reflection);}

输出结果：

org.yd.singleton.Singleton03@61e4705borg.yd.singleton.Singleton03@50134894false

再看看枚举类的测试

@Testpublic void reflectEnumTest() throws Exception { EnumSingleton01 s = EnumSingleton01.INSTANCE; // 拿到所有的构造函数，包括非public的 Constructor<EnumSingleton01> constructor = EnumSingleton01.class.getDeclaredConstructor(); constructor.setAccessible(true); // 构造实例 EnumSingleton01 reflection = constructor.newInstance(); System.out.println(s); System.out.println(reflection); System.out.println(s == reflection);}

输出结果：

java.lang.NoSuchMethodException: org.yd.singleton.EnumSingleton01.<init>()	at java.lang.Class.getConstructor0(Class.java:3082)	at java.lang.Class.getDeclaredConstructor(Class.java:2178)	at org.yd.singleton.SingletonTest.reflectEnumTest(SingletonTest.java:61)	at sun.reflect.NativeMethodAccessorImpl.invoke0(Native Method)	at sun.reflect.NativeMethodAccessorImpl.invoke(NativeMethodAccessorImpl.java:62)	at sun.reflect.DelegatingMethodAccessorImpl.invoke(DelegatingMethodAccessorImpl.java:43)

结论：通过反射，单例模式的私有构造方法也能构造出新对象。不安全。而枚举类直接抛异常，说明枚举类对反射是安全的。

2） 序列化验证

@Testpublic void serializeTest(){ Singleton03 s = Singleton03.getInstance(); String serialize = JSON.toJSONString(s); Singleton03 deserialize =JSON.parseObject(serialize,Singleton03.class); System.out.println(s); System.out.println(deserialize); System.out.println(s == deserialize);}

输出结果：

org.yd.singleton.Singleton03@387c703borg.yd.singleton.Singleton03@75412c2ffalse

结论：序列化前后两个对象并不相等。所以序列化也是不安全的。

同样看看枚举类的测试

@Testpublic void serializeEnumTest(){  EnumSingleton01 s = EnumSingleton01.INSTANCE;  String serialize = JSON.toJSONString(s);  EnumSingleton01 deserialize =JSON.parseObject(serialize,EnumSingleton01.class);  System.out.println(s);  System.out.println(deserialize);  System.out.println(s == deserialize);}

输出结果：

INSTANCEINSTANCEtrue

结论：说明枚举类序列化安全。

综上，可以得出结论：枚举是实现单例模式的最佳实践。

  • 反射安全
  • 序列化/反序列化安全
  • 写法简单








原文转载：http://www.shaoqun.com/a/684734.html

跨境电商：https://www.ikjzd.com/

upc：https://www.ikjzd.com/w/111

taofenba：https://www.ikjzd.com/w/1725


单例模式是设计模式中使用最为普遍的一种模式。属于对象创建模式，它可以确保系统中一个类只产生一个实例。这样的行为能带来两大好处：对于频繁使用的对象，可以省略创建对象所花费的时间，这对于那些重量级对象而言，是非常可观的一笔系统开销。由于new操作的次数减少，因而对系统内存的使用频率也会降低，这将减轻GC压力，缩短GC停顿时间。在实际应用中，很多时候有一些对象我们只需要一个，例如：线程池（threadp
黑石集团：https://www.ikjzd.com/w/1339.html
代购公司：https://www.ikjzd.com/w/1982
dmm杂志：https://www.ikjzd.com/w/2026
非常女上司很给力口述上班时间将我反锁在她的办公室里：http://lady.shaoqun.com/a/273943.html
口述：酒后乱性毁了我的初恋！：http://lady.shaoqun.com/a/273254.html
读懂这份"2018年美国人购物日历"，一整年都是旺季！：https://www.ikjzd.com/home/110
Posted by at

No comments:

Post a Comment

Subscribe to: Post Comments (Atom)