GOF23-单例模式

单例模式

一、核心作用：

	保证一个类全局只有一个实例，并且提供了一个该实例的全局访问点。

二、单例模式的优点

     减小系统开销等，优化共享资源的访问。

三、常见的五种单例实现方式

1. 饿汉式（线程安全，调用效率高，但是不能延时加载）；
2. 懒汉式（线程安全，调用效率不高。但是可以延时加载）；
3. 双重检测锁式（由于jvm底层内部模型原因，偶尔会出现问题）；
4. 静态内部类式（线程安全，调用效率高。可以延时加载）；
5. 枚举单例（线程安全，调用效率高，但不能延时加载）；

四、具体实现

1、饿汉式

public class Singleton {
	
	//类初始化时，立即加载这个对象（没有延时加载的优势）。加载类时，天然的是线程安全的！
	private static Singleton instance = new Singleton();  
	//私有化构造器
	private Singleton(){
	}	
	//方法没有同步，调用效率高！
	public static Singleton  getInstance(){
		return instance;
	}
}

注：饿汉式不管后期会不会用到该类的实例，都会创建出来，如果后期没有用到会造成资源的浪费。

2、懒汉式

public class Singleton {
	
	//类初始化时，不初始化这个对象（延时加载，真正用的时候再创建）。
	private static Singleton instance;  
	
	private Singleton(){ //私有化构造器
	}
	
	//方法同步，调用效率低！
	public static  synchronized Singleton  getInstance(){
		if(instance==null){
			instance = new Singleton();
		}
		return instance;
	}
	
}

3、双重检测锁模式

public class Singleton { 

  private static Singleton instance = null; 

  public static Singleton getInstance() { 
    if (instance == null) { 
      Singleton sc; 
      synchronized (Singleton.class) { //双重检测锁，如果是单层，容易发生并发问题
        sc = instance; 
        if (sc == null) { 
          synchronized (Singleton.class) { 
            if(sc == null) { 
              sc = new Singleton(); 
            } 
          } 
          instance = sc; 
        } 
      } 
    } 
    return instance; 
  } 
  //私有化构造器
  private Singleton() { 

  } 
    
}

注：虽然这种方式可以实现延时加载，但是由于jvm底层内部模型原因和编译器优化（指令重排）原因，不建议使用该方式。

4、嵌套类（静态内部类）方式

public class Singleton {
	
	private static class SingletonClassInstance {
		private static final Singleton instance = new Singleton();
	}
	
	private Singleton(){
	}
	
	//方法没有同步，调用效率高！
	public static Singleton  getInstance(){
		return SingletonClassInstance.instance;
	}
	
}

这里原来笔者写的是静态内部类，容易和内部类搞混，进入了误区，更正一下：
定义在一个类内部的类，这个类叫做“嵌套类”。嵌套类又分为两种：static和非static。后者又被称为“内部类”。
嵌套类是其所在类的成员，static嵌套类不能访问所在类的非static的成员变量和方法，而内部类可以访问所在类的所有成员，即使成员被private修饰。
static嵌套类：因为其不能直接访问所在类的非static成员变量和方法，所有其必须通过绑定所在类的实例来进行访问。
内部类：可以访问所有的成员，内部类一般分为成员内部类、局部内部类、匿名内部类。

• 局部内部类：定义在方法内部的类。它的作用域仅局限于方法内，和局部变量一样不能被修饰为private、public、protected、static，并且只能访问方法内部定义的final变量。
• 匿名内部类：匿名内部类与局部类对于作用域内的变量享有相同的访问权限。具体可以参考：（后续放链接）

扯远了

5、枚举类

public enum Singleton {
	
	//这个枚举元素，本身就是单例对象
	INSTANCE;
	
	//添加自定义的操作
	public void singletonOperation(){
	}
		
}

五、值得注意的地方

以上除了枚举类的实现，其他的方式都能被反射或者序列化反序列化破解单例模式。
防止反射破解的方式有在类的构造函数中加入判断，如果当前类有实例就跳过或者报错（根据具体的业务需求）；
防止序列化反序列化破解方式有在类中加入一下代码

    //在反序列化时，如果定义了readResolve()则直接返回此方法指定的对象。而不需要单独再创建新对象！
	private Object readResolve() throws ObjectStreamException {
		return instance;
	}

六、常用的场景

1. 在项目中读取配置的类一般只有一个对象。
2. 数据库的连接池设计一般也采用单例模式。
3. 应用程序中的日志应用，一般也采用单例模式，一个实例去操作日志文件的读写等
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