java设计模式之单例模式

单例模式是一种常用的软件设计模式，在它的核心结构中值包含一个被称为单例的特殊类。一个类只有一个实例，即一个类只有一个对象实例。

单例模式特点：

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

一、饿汉式单例模式

class SingletonDemo1 {
	
	//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 SingletonDemo1 instance = new SingletonDemo1();  
	
	private SingletonDemo1(){
	}
	
	//方法没有同步，调用效率高！
	public static SingletonDemo1  getInstance(){
		return instance;
	}
	
}

 

饿汉式单例模式在类加载初始化时创建好一个静态的对象供外部使用，除非系统重启，这个对象不会改变，所以本身就是线程安全的。通过将构造方法限定为private避免了类在外部被实例化，只能通过getInstance()获取唯一的实例，（但是通过反射机制可以实例化private类，此处不做讨论）

二、懒汉式单例模式

class SingletonDemo2 {
	
	//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 SingletonDemo2 instance;  
	
	private SingletonDemo2(){ //私有化构造器
	}
	
	//方法同步，调用效率低！
	public static  synchronized SingletonDemo2  getInstance(){
		if(instance==null){
			instance = new SingletonDemo2();
		}
		return instance;
	}
	
}

懒汉式加载在多线程情况下会同时产生几个实例，通过添加synchronized关键字或使用同步代码块对类加同步锁，这样可以实现lazy loading，但是效率低下，下一个线程需等上一个线程释放锁以后才可以调用。

三、使用静态内部类实现单例模式

class SingletonDemo3 {
	
	private static class SingletonClassInstance {
		private static final SingletonDemo3 instance = new SingletonDemo3();
	}
	
	private SingletonDemo3(){
	}
	
	//方法没有同步，调用效率高！
	public static SingletonDemo3  getInstance(){
		return SingletonClassInstance.instance;
	}
	
}

这种方式线程安全，调用效率高，并且实现了延时加载。

四、双重检查锁实现单例模式

class SingletonDemo4 { 

	private static SingletonDemo4 instance = null; 
	
	public static SingletonDemo4 getInstance() { 
	if (instance == null) { 
		SingletonDemo4 sc; 
		synchronized (SingletonDemo4.class) { 
		sc = instance; 
		if (sc == null) { 
			synchronized (SingletonDemo4.class) { 
			if(sc == null) { 
				sc = new SingletonDemo4(); 
			} 
			} 
			instance = sc; 
		} 
		} 
	} 
	return instance; 
} 

使用双重检查锁对懒汉时加载做进一步优化，可以避免整个方法被锁，只对需要锁的代码部分加锁，可以提高执行效率。

五、防止反射和反序列化漏洞

class SingletonDemo5 implements Serializable {
	//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 SingletonDemo6 instance;  
	
	private SingletonDemo6(){ //私有化构造器
		if(instance!=null){
			throw new RuntimeException();
		}
	}
	
	//方法同步，调用效率低！
	public static  synchronized SingletonDemo6  getInstance(){
		if(instance==null){
			instance = new SingletonDemo6();
		}
		return instance;
	}
	
	//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;
	}
	
}

通过修改构造方法和添加readResolve方法，防止了反射漏洞和反序列化漏洞。