内容简介:单例模式是 Java 中最简单,也是最基础,最常用的设计模式之一。在运行期间,保证某个类只创建一个实例,保证一个类仅有一个实例,并提供一个访问它的全局访问点。下面就来讲讲Java中的N种实现单例模式的写法。这是实现一个安全的单例模式的最简单粗暴的写法,这种实现方式我们称之为饿汉式。之所以称之为饿汉式,是因为肚子很饿了,想马上吃到东西,不想等待生产时间。这种写法,在类被加载的时候就把Singleton实例给创建出来了。饿汉式的缺点就是,可能在还不需要此实例的时候就已经把实例创建出来了,没起到lazy load
单例模式是 Java 中最简单,也是最基础,最常用的 设计模式 之一。在运行期间,保证某个类只创建一个实例,保证一个类仅有一个实例,并提供一个访问它的全局访问点。下面就来讲讲Java中的N种实现单例模式的写法。
饿汉式
public class Singleton { private static Singleton instance = new Singleton(); private Singleton() { } public static Singleton getInstance() { return instance; } } 复制代码
这是实现一个安全的单例模式的最简单粗暴的写法,这种实现方式我们称之为饿汉式。之所以称之为饿汉式,是因为肚子很饿了,想马上吃到东西,不想等待生产时间。这种写法,在类被加载的时候就把Singleton实例给创建出来了。
饿汉式的缺点就是,可能在还不需要此实例的时候就已经把实例创建出来了,没起到lazy loading的效果。优点就是实现简单,而且安全可靠。
懒汉式
public class Singleton { private static Singleton instance; private Singleton() { } public static Singleton getInstance() { if (instance == null) { instance = new Singleton(); } return instance; } } 复制代码
相比饿汉式,懒汉式显得没那么“饿”,在真正需要的时候再去创建实例。在getInstance方法中,先判断实例是否为空再决定是否去创建实例,看起来似乎很完美,但是存在线程安全问题。在并发获取实例的时候,可能会存在构建了多个实例的情况。所以,需要对此代码进行下改进。
public class SingletonSafe { private static volatile SingletonSafe singleton; private SingletonSafe() { } public static SingletonSafe getSingleton() { if (singleton == null) { synchronized (SingletonSafe.class) { if (singleton == null) { singleton = new SingletonSafe(); } } } return singleton; } } 复制代码
这里采用了 双重校验 的方式,对懒汉式单例模式做了线程安全处理。通过加锁,可以保证同时只有一个线程走到第二个判空代码中去,这样保证了只创建 一个实例。这里还用到了volatile关键字来修饰singleton,其最关键的作用是防止指令重排。
静态内部类
public class Singleton { private static class SingletonHolder { private static Singleton instance = new Singleton(); } private Singleton() { } public static Singleton getInstance() { return SingletonHolder.instance; } } 复制代码
通过静态内部类的方式实现单例模式是线程安全的,同时静态内部类不会在Singleton类加载时就加载,而是在调用getInstance()方法时才进行加载,达到了懒加载的效果。
似乎静态内部类看起来已经是最完美的方法了,其实不是,可能还存在反射攻击或者反序列化攻击。且看如下代码:
public static void main(String[] args) throws Exception { Singleton singleton = Singleton.getInstance(); Constructor<Singleton> constructor = Singleton.class.getDeclaredConstructor(); constructor.setAccessible(true); Singleton newSingleton = constructor.newInstance(); System.out.println(singleton == newSingleton); } 复制代码
运行结果:
通过结果看,这两个实例不是同一个,这就违背了单例模式的原则了。
除了反射攻击之外,还可能存在反序列化攻击的情况。如下:
引入依赖:
<dependency> <groupId>org.apache.commons</groupId> <artifactId>commons-lang3</artifactId> <version>3.8.1</version> </dependency> 复制代码
这个依赖提供了序列化和反序列化 工具 类。
Singleton类实现java.io.Serializable接口。
如下:
public class Singleton implements Serializable { private static class SingletonHolder { private static Singleton instance = new Singleton(); } private Singleton() { } public static Singleton getInstance() { return SingletonHolder.instance; } public static void main(String[] args) { Singleton instance = Singleton.getInstance(); byte[] serialize = SerializationUtils.serialize(instance); Singleton newInstance = SerializationUtils.deserialize(serialize); System.out.println(instance == newInstance); } } 复制代码
运行结果:
通过枚举实现单例模式
在effective java(这本书真的很棒)中说道,最佳的单例实现模式就是枚举模式。利用枚举的特性,让JVM来帮我们保证线程安全和单一实例的问题。除此之外,写法还特别简单。
public enum Singleton { INSTANCE; public void doSomething() { System.out.println("doSomething"); } } 复制代码
调用方法:
public class Main { public static void main(String[] args) { Singleton.INSTANCE.doSomething(); } } 复制代码
直接通过Singleton.INSTANCE.doSomething()的方式调用即可。方便、简洁又安全。
总结
以上列举了多种单例模式的写法,分析了其利弊之处。同时还介绍了目前最佳的单例写法——枚举模式,相信在未来,枚举模式的单例写法也会越来越流行。
以上就是本文的全部内容,希望本文的内容对大家的学习或者工作能带来一定的帮助,也希望大家多多支持 码农网
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