單例模式是設計模式中使用最為普遍的一種模式，屬于物件創建模式，它可以確保系統中一個類只產生一個實體，這樣的行為能帶來兩大好處：
- 對于頻繁使用的物件，可以省略創建物件所花費的時間，這對于那些重量級物件而言，是非常可觀的一筆系統開銷，
- 由于new操作的次數減少，因而對系統記憶體的使用頻率也會降低，這將減輕GC壓力，縮短GC停頓時間，
在實際應用中，很多時候有一些物件我們只需要一個，例如：執行緒池（threadpool）、快取（cache）、注冊表（registry）、日志物件等等，這個時候把它設計為單例模式是最好的選擇，
1、單例模式6種實作方法
1）懶漢模式(執行緒不安全)
public class Singleton01 {
private static Singleton01 instance;
/**
* 私有構造方法
*/
private Singleton01(){}
public static Singleton01 getInstance() {
if(instance == null) {
instance = new Singleton01();
}
return instance;
}
}
這種寫法實作延遲加載，但執行緒不安全，禁止使用！
2）懶漢模式(執行緒安全)
public class Singleton02 {
private static Singleton02 instance;
/**
* 私有構造方法
*/
private Singleton02(){}
public static synchronized Singleton02 getInstance() {
if(instance == null) {
instance = new Singleton02();
}
return instance;
}
}
這種寫法實作延遲加載，且增加synchronized來保證執行緒安全，但效率太低，不建議使用
3）懶漢模式(雙重校驗鎖)
public class Singleton03 {
private volatile static Singleton03 instance;
/**
* 私有構造方法
*/
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機制，這個是第二種方式的升級版，俗稱雙重檢查鎖定，既保證了效率，又保證了安全，
4）餓漢模式
public class Singleton03 {
private static Singleton03 instance = new Singleton03();
/**
* 私有構造方法
*/
private Singleton03(){}
public static synchronized Singleton03 getInstance() {
return instance;
}
}
這種基于類加載機制避免了多執行緒的同步問題，初始化的時候就給裝載了，但卻沒了懶加載的效果，
這也是最簡單的一種實作，
5）靜態內部類
public class Singleton04 {
// 靜態內部類
private static class SingletonHolder {
private static final Singleton04 INSTANCE = new Singleton04();
}
/**
* 私有構造方法
*/
private Singleton04(){}
public static Singleton04 getInstance() {
return SingletonHolder.INSTANCE;
}
}
這種方式當Singleton04類被加載時，其內部類并不會被加載，所以單例類INSTANCE不會被初始化，
只有顯式呼叫getInstance方法時，才會加載SingletonHolder，從而實體化INSTANCE，
由于實體的建立是在類加載時完成，所以天生執行緒安全，因此兼備了懶加載和執行緒安全的特性，
6）列舉（號稱最好）
public enum EnumSingleton01 {
INSTANCE;
public void doSomething() {
System.out.println("doSomething");
}
}
模擬資料庫鏈接：
public enum EnumSingleton02 {
INSTANCE;
private DBConnection dbConnection = null;
private EnumSingleton02() {
dbConnection = new DBConnection();
}
public DBConnection getConnection() {
return dbConnection;
}
}
這種方式是Effective Java作者Josh Bloch提倡的方式，它不僅能避免多執行緒同步問題，
而且還能防止反序列化重新創建新的物件，
2、為什么說列舉方法是最好的？
前5種方式實作單例都有如下3個特點：
- 構造方法私有化
- 實體化的變數參考私有化
- 獲取實體的方法共有
首先，私有化構造器并不保險，因為它抵御不了反射攻擊,其次就是序列化重新創建新物件，下面來進行驗證，
1） 反射驗證
@Test
public void reflectTest() throws Exception {
Singleton03 s = Singleton03.getInstance();
// 拿到所有的建構式，包括非public的
Constructor<Singleton03> constructor = Singleton03.class.getDeclaredConstructor();
constructor.setAccessible(true);
// 構造實體
Singleton03 reflection = constructor.newInstance();
System.out.println(s);
System.out.println(reflection);
System.out.println(s == reflection);
}
輸出結果：
org.yd.singleton.Singleton03@61e4705b
org.yd.singleton.Singleton03@50134894
false
再看看列舉類的測驗
@Test
public void reflectEnumTest() throws Exception {
EnumSingleton01 s = EnumSingleton01.INSTANCE;
// 拿到所有的建構式，包括非public的
Constructor<EnumSingleton01> constructor = EnumSingleton01.class.getDeclaredConstructor();
constructor.setAccessible(true);
// 構造實體
EnumSingleton01 reflection = constructor.newInstance();
System.out.println(s);
System.out.println(reflection);
System.out.println(s == reflection);
}
輸出結果：
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)
結論：通過反射，單例模式的私有構造方法也能構造出新物件，不安全，而列舉類直接拋例外，說明列舉類對反射是安全的，
2） 序列化驗證
@Test
public 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);
}
輸出結果：
org.yd.singleton.Singleton03@387c703b
org.yd.singleton.Singleton03@75412c2f
false
結論：序列化前后兩個物件并不相等，所以序列化也是不安全的，
同樣看看列舉類的測驗
@Test
public 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);
}
輸出結果：
INSTANCE
INSTANCE
true
結論：說明列舉類序列化安全，
綜上，可以得出結論：列舉是實作單例模式的最佳實踐，
- 反射安全
- 序列化/反序列化安全
- 寫法簡單
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標籤：設計模式