单例设计模式

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原创 2023-05-12 18:36:18 322 阅读 AI 写同款· GEO 优化 ›
版电力系统故障录波_故障录波识图与典型故障波形分析 1、设置故障录波的目的故障录波装置是对电力系统运行状况进行监控的一种自动化设备。系统正常运行时，录波装置不启动录波，当系统发生故障时，通过启动录波装置迅速启动录波器录波，直接记录反应故障装置安装处系统故障的电气量。2、故障录波的作用(1)正确评价继电保护和自动装置的工作。(2)正确分析事故的原因并研究防止对侧。(3)发现继电保护和自动装置缺陷。(4)发现一次设备缺陷，及时消除隐患。(5)帮助寻找故... 阅读详情

单例模式，属于创建类型的一种常用的软件设计模式。通过单例模式的方法创建的类在当前进程中只有一个实例

优点：不会频繁地创建和销毁对象，浪费系统资源。

使用场景：IO 、数据库链接、Redis 连接等。

单例模式的实现方式

主要有饿汉式  懒汉式 静态内部类  枚举

饿汉式：

package com.sky.designpattern.singleton;

/**
 * @author sky
 * @Description 饿汉式
 * 类加载到内存后，就是李华一个单例，JVM保证线程安全
 * 简单实用，推荐使用
 * 唯一缺点，不管用到与否，类装在时就完成实例化
 *
 * @date 2023/5/10 23:35
 */
public class Mgr01 {
    private  static final Mgr01 INSTANCE=new Mgr01();

    private Mgr01() {
    }

    public static Mgr01 getInstance(){return INSTANCE;}

    public static void main(String[] args) {
        Mgr01 m1=Mgr01.getInstance();
        Mgr01 m2=Mgr01.getInstance();
        System.out.println(m1==m2);
    }
}

静态代码块：

package com.sky.designpattern.singleton;

/**
 * @author sky
 * @Description 静态代码块
 * 
 * @date 2023/5/10 23:35
 */
public class Mgr02 {
    private  static final Mgr02 INSTANCE;
    static{
        INSTANCE=new Mgr02();
    }
    private Mgr02() {
    }

    public static Mgr02 getInstance(){return INSTANCE;}

    public static void main(String[] args) {
        Mgr02 m1= Mgr02.getInstance();
        Mgr02 m2= Mgr02.getInstance();
        System.out.println(m1==m2);
    }
}

懒汉式1：线程不安全不推荐

package com.sky.designpattern.singleton;

/**
 * @author sky
 * @Description 懒汉式
 * 虽然达到了按需初始化的目的，但却带来线程不安全的问题
 * @date 2023/5/10 23:35
 */
public class Mgr03 {
    private static Mgr03 INSTANCE;

    private Mgr03() {
    }

    public static Mgr03 getInstance() {
        if (INSTANCE == null) {
            try {
                Thread.sleep(1);
            } catch (InterruptedException e) {
                e.printStackTrace();
            }
            INSTANCE = new Mgr03();
        }
        return INSTANCE;
    }

    public static void main(String[] args) {

        for(int i=0;i<100;i++){
            new Thread(()->{
                System.out.println(Mgr03.getInstance().hashCode());
            }).start();
        }
    }
}

懒汉式2：加锁，但是效率较低，也不推荐

package com.sky.designpattern.singleton;

/**
 * @author sky
 * @Description 懒汉式
 * 虽然达到了按需初始化的目的，但却带来线程不安全的问题
 * 可以通过synchronized加锁解决，但是会带来效率降低
 * @date 2023/5/10 23:35
 */
public class Mgr04 {
    private static Mgr04 INSTANCE;

    private Mgr04() {
    }

    public static synchronized Mgr04 getInstance() {
        if (INSTANCE == null) {
            INSTANCE = new Mgr04();
        }
        return INSTANCE;
    }

    public static void main(String[] args) {

        for(int i=0;i<100;i++){
            new Thread(()->{
                System.out.println(Mgr04.getInstance().hashCode());
            }).start();
        }
    }
}

懒汉式3：加锁，但是没有双重校验，也会重复创建对象

package com.sky.designpattern.singleton;

/**
 * @author sky
 * @Description 懒汉式
 * 虽然达到了按需初始化的目的，但却带来线程不安全的问题
 * 可以通过synchronized加锁解决，但是会带来效率降低
 * @date 2023/5/10 23:35
 */
public class Mgr05 {
    private static Mgr05 INSTANCE;

    private Mgr05() {
    }

    public static Mgr05 getInstance() {
        if (INSTANCE == null) {
            //多线程执行时，等待锁的时候别人实例化好了，这里没有判断实力是否为空，所以会重复执行
            synchronized (Mgr05.class) {
                try {
                    Thread.sleep(1);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                INSTANCE = new Mgr05();
            }
        }
        return INSTANCE;
    }

    public static void main(String[] args) {

        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            new Thread(() -> {
                System.out.println(Mgr05.getInstance().hashCode());
            }).start();
        }
    }
}

懒汉式4：双重校验，推荐

指令重排可能会破坏单例，可以通过volatile关键字防止指令重排

package com.sky.designpattern.singleton;

/**
 * @author sky
 * @Description 懒汉式
 * 虽然达到了按需初始化的目的，但却带来线程不安全的问题
 * 可以通过synchronized加锁解决，但是会带来效率降低
 * @date 2023/5/10 23:35
 */
public class Mgr06 {
    private volatile static Mgr06 INSTANCE; //使用volatile关键字进行修饰，防止指令重排/**

    private Mgr06() {
    }

    public static Mgr06 getInstance() {
        if (INSTANCE == null) {
            //多线程执行时，等待锁的时候别人实例化好了，这里没有判断实力是否为空，所以会重复执行
            //双重检查
            synchronized (Mgr06.class) {
                if (INSTANCE == null) {
                    try {
                        Thread.sleep(1);
                    } catch (InterruptedException e) {
                        e.printStackTrace();
                    }
                    INSTANCE = new Mgr06();
                }
            }
        }
        return INSTANCE;
    }

    public static void main(String[] args) {

        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            new Thread(() -> {
                System.out.println(Mgr06.getInstance().hashCode());
            }).start();
        }
    }
}

静态内部类：推荐

package com.sky.designpattern.singleton;

/**
 * @author sky
 * @Description 静态内部类 jvm保证单例
 * 加载外部类的时候不会加载内部类，这样可以实现懒加载
 * @date 2023/5/10 23:35
 */
public class Mgr07 {
    private Mgr07() {
    }

    private static class Mgr07Holder {
        private final static Mgr07 INSTANCE = new Mgr07();
    }

    public static Mgr07 getInstance() {
        return Mgr07Holder.INSTANCE;
    }

    public static void main(String[] args) {

        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            new Thread(() -> {
                System.out.println(Mgr07.getInstance().hashCode());
            }).start();
        }
    }
}

枚举：推荐，还可以防止反序列化

package com.sky.designpattern.singleton;

/**
 * @author sky
 * @Description 枚举代理 不仅可以解决线程同步 还可以防止反序列化
 * @date 2023/5/10 23:35
 */
public enum Mgr08 {
    INSTANCE;

    public static void main(String[] args) {

        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            new Thread(() -> {
                System.out.println(Mgr08.INSTANCE.hashCode());
            }).start();
        }
    }
}

那些方式可以破坏单例？

反射调用构造函数：单例模式，私有化构造函数，只能内部创建对象，但是通过反射，可以打破单例模式。

可以修改构造函数，防止反射破坏单例

package com.sky.designpattern.singleton;

/**
 * @author sky
 * @Description 懒汉式
 * 虽然达到了按需初始化的目的，但却带来线程不安全的问题
 * 可以通过synchronized加锁解决，但是会带来效率降低
 * @date 2023/5/10 23:35
 */
public class Mgr05 {
    private static Mgr05 INSTANCE;

    private Mgr05() {
        if(INSTANCE!=null){
            throw new RuntimeException("组织反射破坏单例");
        }
    }

    public static Mgr05 getInstance() {
        if (INSTANCE == null) {
            //多线程执行时，等待锁的时候别人实例化好了，这里没有判断实力是否为空，所以会重复执行
            synchronized (Mgr05.class) {
                try {
                    Thread.sleep(1);
                } catch (InterruptedException e) {
                    e.printStackTrace();
                }
                INSTANCE = new Mgr05();
            }
        }
        return INSTANCE;
    }

    public static void main(String[] args) {

        for (int i = 0; i < 100; i++) {
            new Thread(() -> {
                System.out.println(Mgr05.getInstance().hashCode());
            }).start();
        }
    }
}

序列化反序列化

反射在通过 newInstance 创建对象时，会检查该类是否被 ENUM 修饰，如果是则直接抛出异常，反射失败，所以枚举是不怕反射暴力破解构造器的

枚举可以防止序列化反序列化重复创建对象。

  • 序列化的时候，仅仅是将枚举对象的 name 属性输出到结果中
  • 反序列化的时候则是通过 java.lang.Enum 的 valueOf 方法 来根据 name 查找枚举对象
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