设计模式之单例模式 Singleton实现

Posted 2020-10-05 大白

饿汉式

•           饿汉式单例模式，static变量会在类装载时初始化，此时也不会涉及多个线程对象访问该对象的问题。虚拟机保证只会装载一次该类，肯定不会发生并发访问的问题，

                     因此可以省略synchronized关键字

•           问题：如果只是加载本类，而不是要调用getInstance(),甚至永远没有调用，则会造成资源浪费

         

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）,，记载类时，天然的是线程安全的
    private static SingletonDemo1 instance = new SingletonDemo1(); 
    private SingletonDemo1(){
        
    };
    
    //方法没有同步，效率高
    public static SingletonDemo1 getInstance(){
        return instance;
    }
    
}

懒汉式

• Lazy Load，延时加载，真正用到的时候再加载
• 每次都得使用同步，synchronized，效率就底下了。

public class SingletonDemo2 {
    //类初始化时，不初始化这个对象，（延时加载，真正用到的时候再创建）
    private static SingletonDemo2 instance ; 
    private SingletonDemo2(){
        
    };
    
    //方法同步，效率低
    public static synchronized SingletonDemo2 getInstance(){
        
        
        if(instance==null){
            instance= new SingletonDemo2();
        }
        return instance;
    }
    
}

双重检测锁

• 双重检测判断
• 使用volatile关键字，保证可见性

public class Singleton {
    private volatile static Singleton sSingleton;

    private Singleton() {
    }

    public static Singleton getSingleton() {
        if (sSingleton == null) {
            synchronized (Singleton.class) {
                if (sSingleton == null) {
                    sSingleton = new Singleton();
                }
            }
        }
        return sSingleton;
    }
}

 静态内部类

• 外部类没有static关键字，所以不会立即加载
• 只有调用getInstance()时才会加载静态内部类，线程安全。instance前面加了static final关键字，因此保证了内存中只有这样一个实例存在，且只能赋值一次，final保证线程安全
• 具有并发高效调用和延迟加载的双重优点

public class SingletonDemo3 {
    
    private static class SingletonClassInstance{
        private static final SingletonDemo3 instance = new SingletonDemo3() ; 
    }
    
    private SingletonDemo3(){
        
    }
    
    public static SingletonDemo3 getInstance(){
        return SingletonClassInstance.instance;
    }
    
}

枚举实现

• 实现简单
• 枚举本身就是单例模式

public enum SingletonDemo4 {
    
    //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(){
        
    }
}

如何防止反射和反序列化漏洞

• 反射可以破解上面几种（不包含枚举式）实现方式  --------------------------可以在构造方法中手动抛出异常控制
• 反序列化可以破解上面几种（不包含枚举式）实现方式

            -------可以通过定义readResolve()防止获得不同对象。
            --------反序列化时，如果对象所在类定义了readResolve()，定义返回哪个对象，实际是一种回调。

public class SingletonDemo5 {
    //类初始化时，不初始化这个对象，（延时加载，真正用到的时候再创建）
        private static SingletonDemo5 instance ; 
        private SingletonDemo5(){
            if(instance !=null){
                throw new RuntimeException();
            }
        }
        
        //方法同步，效率低
        public static synchronized SingletonDemo5 getInstance(){
            if(instance==null){
                instance= new SingletonDemo5();
            }
            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，而不需要单独创建新的对象
        private Object readResolve(){
            return instance;
        }
}

五种单例模式比较

单例对象占用资源少，不需要延时加载   -------枚举类好于饿汉式

单例对象占用资源大，需要延时加载      -------静态内部类好于懒汉式