设计模式，单例模式

最新推荐文章于 2025-04-15 10:52:32 发布

猛猛学，挖金币

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老生常谈了，

最佳实践无非是懒汉线程安全的，双重判断的单例模式

双重检查锁（Double-Checked Locking）

双重检查锁定是一种优化版的懒汉式单例模式，它通过减少加锁的次数来提高性能。在首次检查时，如果实例已经创建，则不进行加锁；否则，在第二次检查时才加锁。

public class Singleton {
    private static volatile Singleton instance;

    private Singleton() {}

    public static Singleton getInstance() {
        if (instance == null) {  // 第一次检查
            synchronized (Singleton.class) {
                if (instance == null) {  // 第二次检查
                    instance = new Singleton();
                }
            }
        }
        return instance;
    }
}

在这个实现中，volatile 关键字保证了实例的创建过程在多线程环境下的可见性，并且避免了在多线程环境下因指令重排而导致的问题。

juc 讲过这些可见性关键字和加锁啥的，ojbk的，

黑马视频的文案和菜鸟教程一样的，不知道都从哪里抄的

单例模式

单例模式（Singleton Pattern）是 Java 中最简单的设计模式之一。这种类型的设计模式属于创建型模式，它提供了一种创建对象的最佳方式。

这种模式涉及到一个单一的类，该类负责创建自己的对象，同时确保只有单个对象被创建。这个类提供了一种访问其唯一的对象的方式，可以直接访问，不需要实例化该类的对象。

单例模式是一种创建型设计模式，它确保一个类只有一个实例，并提供了一个全局访问点来访问该实例。

注意：

1、单例类只能有一个实例。
2、单例类必须自己创建自己的唯一实例。
3、单例类必须给所有其他对象提供这一实例。

概要

单例模式（Singleton Pattern）

意图

确保一个类只有一个实例，并提供一个全局访问点来访问该实例。

主要解决

频繁创建和销毁全局使用的类实例的问题。

何时使用

当需要控制实例数目，节省系统资源时。

如何解决

检查系统是否已经存在该单例，如果存在则返回该实例；如果不存在则创建一个新实例。

关键代码

构造函数是私有的。

应用实例

一个班级只有一个班主任。
Windows 在多进程多线程环境下操作文件时，避免多个进程或线程同时操作一个文件，需要通过唯一实例进行处理。
设备管理器设计为单例模式，例如电脑有两台打印机，避免同时打印同一个文件。

优点

内存中只有一个实例，减少内存开销，尤其是频繁创建和销毁实例时（如管理学院首页页面缓存）。
避免资源的多重占用（如写文件操作）。

缺点

没有接口，不能继承。
与单一职责原则冲突，一个类应该只关心内部逻辑，而不关心实例化方式。

使用场景

生成唯一序列号。
WEB 中的计数器，避免每次刷新都在数据库中增加计数，先缓存起来。
创建消耗资源过多的对象，如 I/O 与数据库连接等。

注意事项

线程安全：getInstance() 方法中需要使用同步锁 synchronized (Singleton.class) 防止多线程同时进入造成实例被多次创建。
延迟初始化：实例在第一次调用 getInstance() 方法时创建。
序列化和反序列化：重写 readResolve 方法以确保反序列化时不会创建新的实例。
反射攻击：在构造函数中添加防护代码，防止通过反射创建新实例。
类加载器问题：注意复杂类加载环境可能导致的多个实例问题。

结构

单例模式包含以下几个主要角色：

单例类：包含单例实例的类，通常将构造函数声明为私有。
静态成员变量：用于存储单例实例的静态成员变量。
获取实例方法：静态方法，用于获取单例实例。
私有构造函数：防止外部直接实例化单例类。
线程安全处理：确保在多线程环境下单例实例的创建是安全的。

实现

我们将创建一个 SingleObject 类。SingleObject 类有它的私有构造函数和本身的一个静态实例。

SingleObject 类提供了一个静态方法，供外界获取它的静态实例。SingletonPatternDemo 类使用 SingleObject 类来获取 SingleObject 对象。

跳着看就行了，废话太多，菜鸟教程都有

单例模式这个，过一遍就行，之前学过了，

很基础的东西，没啥好说的，

破坏单例模式

总结

破坏单例模式的方法多种多样，常见的包括：

通过反射访问私有构造器。
通过序列化与反序列化。
通过克隆。
在多线程环境中没有同步控制。
通过不同的类加载器。

为了防止单例模式被破坏，通常我们可以：

使用 readResolve 方法来避免反序列化破坏单例。
重写 clone() 方法或实现 Cloneable 接口时抛出异常。
使用同步机制来保证懒汉式单例的线程安全。

如果你的单例类需要更强的安全性，考虑使用 enum 类型的单例模式，它天生是线程安全的并且不会被反射、序列化或克隆破坏。

单例模式这个，快速过一遍就行，不需要全部看，

用到再看，快速过，

后边还有很多要看的，

sb视频。

单例模式，sb视频，事无巨细，讲了全部种类单例模式的实现，还有单例模式的破坏，例子很垃圾，

对于单例模式，不需要去记忆和知道这么多实现细节，

只需要掌握大概，单例模式有很多种，懒汉，恶汉，静态，枚举，双重确认啥的，线程安全，

还有破坏单例的过一眼即可

知道单例的目的是节省资源就行。

对于大多数开发者来说，学习和应用单例模式并不需要记住过多的实现细节。掌握单例模式的核心概念和常见的几种实现方式就足够了。简而言之，单例模式的关键点在于：

目的是节省资源：确保某个类只有一个实例，避免多次创建，节省内存和系统资源。
常见的几种实现方式：
- 懒汉式（Lazy Initialization）：实例在第一次使用时创建。
- 饿汉式（Eager Initialization）：类加载时就创建实例，适合没有复杂初始化逻辑的场景。
- 静态内部类（Bill Pugh）：结合懒加载和线程安全，推荐使用的方式。
- 双重检查锁（Double-Checked Locking）：使用同步保证线程安全，避免性能损失。
- 枚举类型：推荐的实现方式，线程安全且防止反射攻击。
单例模式的破坏方式：
- 反射：反射可以访问私有构造函数，创建多个实例。
- 序列化和反序列化：反序列化时，可能会创建新的实例。
- 克隆：如果类实现了 Cloneable 接口，可以通过 clone() 方法创建副本。
- 多线程问题：如果没有适当同步，懒汉式实现可能导致多次创建实例。