GOF 23种设计模式-单例模式

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了GOF 23种设计模式-单例模式相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

? 创建型模式:
– 单例模式、工厂模式、抽象工厂模式、建造者模式、原型模式。
? 结构型模式:
– 适配器模式、桥接模式、装饰模式、组合模式、外观模式、享元模式、代理模
式。
? 行为型模式:
– 模版方法模式、命令模式、迭代器模式、观察者模式、中介者模式、备忘录模
式、解释器模式、状态模式、策略模式、职责链模式、访问者模式。

? 常见的五种单例模式实现方式
– 主要:
? 饿汉式(线程安全,调用效率高。 但是,不能延时加载。)
? 懒汉式(线程安全,调用效率不高。 但是,可以延时加载。)
– 其他:
? 双重检测锁式(由于JVM底层内部模型原因,偶尔会出问题。不建议使用)
? 静态内部类式(线程安全,调用效率高。 但是,可以延时加载)
? 枚举式(线程安全,调用效率高,不能延时加载。并且可以天然的防止反射和反序列
化漏洞!)
? 如何选用?
– 单例对象 占用 资源 少,不需要 延时加载:
? 枚举式 好于 饿汉式
– 单例对象 占用 资源 大,需要 延时加载:
? 静态内部类式 好于 懒汉式

一:单例模式

1.1 饿汉式

/**

  • 测试饿汉式单例模式
    */
    public class SingletonDemo1 {

    //类初始化时,立即加载这个对象(没有延时加载的优势)。加载类时,天然的是线程安全的!
    private static SingletonDemo1 instance = new SingletonDemo1();

    private SingletonDemo1(){
    }

    //方法没有同步,调用效率高!
    public static SingletonDemo1 getInstance(){
    return instance;
    }

}

1.2 懒汉式

/**

  • 测试懒汉式单例模式
    */
    public class SingletonDemo2 {

    //类初始化时,不初始化这个对象(延时加载,真正用的时候再创建)。
    private static SingletonDemo2 instance;

    private SingletonDemo2(){ //私有化构造器
    }

    //方法同步,调用效率低!
    public static synchronized SingletonDemo2 getInstance(){
    if(instance==null){
    instance = new SingletonDemo2();
    }
    return instance;
    }

}

1.3 双重检查锁单例模式

/**

  • 双重检查锁实现单例模式
    */
    public class SingletonDemo3 {

private static SingletonDemo3 instance = null;

public static SingletonDemo3 getInstance() {
if (instance == null) {
SingletonDemo3 sc;
synchronized (SingletonDemo3.class) {
sc = instance;
if (sc == null) {
synchronized (SingletonDemo3.class) {
if(sc == null) {
sc = new SingletonDemo3();
}
}
instance = sc;
}
}
}
return instance;
}
private SingletonDemo3() {
}
}

1.4 静态内部类实现单例模式

/**

  • 测试静态内部类实现单例模式
  • 这种方式:线程安全,调用效率高,并且实现了延时加载!
  • */
    public class SingletonDemo4 {

    private static class SingletonClassInstance {
    private static final SingletonDemo4 instance = new SingletonDemo4();
    }

    private SingletonDemo4(){
    }

    //方法没有同步,调用效率高!
    public static SingletonDemo4 getInstance(){
    return SingletonClassInstance.instance;
    }
    }

    1.5 枚举式
    /**
  • 测试枚举式实现单例模式(没有延时加载)
  • */
    public enum SingletonDemo5 {

    //这个枚举元素,本身就是单例对象!
    INSTANCE;

    //添加自己需要的操作!
    public void singletonOperation(){
    }
    }

    1.6 懒汉式单例模式(如何防止反射和反序列化漏洞)
    /**
  • 测试懒汉式单例模式(如何防止反射和反序列化漏洞)
  • */
    public class SingletonDemo6 implements Serializable {
    //类初始化时,不初始化这个对象(延时加载,真正用的时候再创建)。
    private static SingletonDemo6 instance;

    private SingletonDemo6(){ //私有化构造器
    if(instance!=null){
    throw new RuntimeException();
    }
    }

    //方法同步,调用效率低!
    public static synchronized SingletonDemo6 getInstance(){
    if(instance==null){
    instance = new SingletonDemo6();
    }
    return instance;
    }

    //反序列化时,如果定义了readResolve()则直接返回此方法指定的对象。而不需要单独再创建新对象!
    private Object readResolve() throws ObjectStreamException {
    return instance;
    }

}

破解单例模式(一般情况下可以破解,除了枚举单例模式和添加了安全措施的单例模式,也就是上面的代码)
用反射和序列化
/**

  • 测试反射和反序列化破解单例模式
  • */
    public class Client2 {

    public static void main(String[] args) throws Exception {
    SingletonDemo6 s1 = SingletonDemo6.getInstance();
    SingletonDemo6 s2 = SingletonDemo6.getInstance();

      System.out.println(s1);
      System.out.println(s2);
    
      //通过反射的方式直接调用私有构造器

    // Class clazz = (Class) Class.forName("com.bjsxt.singleton.SingletonDemo6");
    // Constructor c = clazz.getDeclaredConstructor(null);
    // c.setAccessible(true);
    // SingletonDemo6 s3 = c.newInstance();
    // SingletonDemo6 s4 = c.newInstance();
    // System.out.println(s3);
    // System.out.println(s4);

      //通过反序列化的方式构造多个对象 
      FileOutputStream fos = new FileOutputStream("d:/a.txt");
      ObjectOutputStream oos = new ObjectOutputStream(fos);
      oos.writeObject(s1);
      oos.close();
      fos.close();
    
      ObjectInputStream ois = new ObjectInputStream(new FileInputStream("d:/a.txt"));
      SingletonDemo6 s3 =  (SingletonDemo6) ois.readObject();
      System.out.println(s3);

    }
    }

以上是关于GOF 23种设计模式-单例模式的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

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死磕GOF23之单例模式

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