Java设计模式学习01——单例模式

Java单例模式是一种常见且较为简单的设计模式。单例模式，顾名思义一个类仅能有一个实例，并且向整个系统提供这一个实例。 

单例模式的特点：
单例类仅能有一个实例。
单例类必须为自己创建实例。
单例类必须向外界提供获取实例的方法。 

以下是几种实现方法

一、懒汉式单例（能够延时加载）

public class SingleTon {
private static SingleTon instance = null ;
private SingleTon(){
}
public static SingleTon getInstance(){
if(instance==null){
instance=new SingleTon();
}
return instance ;
}
}

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通过是构造方法私有化使该类不能在外界实例化，只能通过public方法获取实例，从而保证实例唯一。 

但是以上的代码是线程不安全的，多线程并发的情况下，SingleTon可能产生多个实例，可以通过以下方法对getInstance方法进行改进从而保证懒汉式单例线程安全。

1.在getInstance()方法上加上同步

public class SingleTon {
private static SingleTon instance = null ;
private SingleTon(){

}
//方法同步，调用效率低！
public static synchronized SingleTon getInstance(){
if(instance==null){
instance=new SingleTon();
}
return instance ;
}
}

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2.静态内部类式

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 ;
}
}

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3.双重校验锁式

public class SingleTon {
private volatile static SingleTon instance ;

private SingleTon(){

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

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二、饿汉式单例 （不能够延时加载）

public class SingleTon {
//类初始化时，立即加载这个对象,加载类时，天然的是线程安全的！
private static SingleTon instance=new SingleTon();

private SingleTon(){

}
//方法没有同步，调用效率高！
public static SingleTon getInstance(){
return instance ;
}
}

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饿汉式在类创建的同时就已经创建好一个静态的对象供系统使用，以后不再改变，所以天生是线程安全的。

三、枚举式单例

public enum SingleTon {

//这个枚举元素，本身就是单例对象！
INSTANCE;

//添加自己需要的操作！
public void singletonOperation(){
}

}

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枚举式单例是线程安全的，调用效率高，并且可以天然的防止反射和反序列化漏洞。

四、防止反射和反序列化

事实上，通过Java反射或反序列化能够获取构造方法为private的类实例，那么所有的单例都会失效。所以为了避免这种后果，需要采取相应措施。

/**
*懒汉式单例模式(如何防止反射和反序列化漏洞)
*
*/
public class SingleTon 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 SingleTon instance ;

private SingleTon(){  //私有化构造器
if(instance!=null){
throw new RuntimeException(); //防止反射
}
}

//方法同步，调用效率低！
public static synchronized SingleTon getInstance(){
if(instance==null){
instance=new SingleTon();
}
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 ;
} }

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五、如何选用单例模式实现方式
单例对象占用资源少，且不需要延时加载：枚举式 好于 饿汉式
单例对象占用资源大，且需要延时加载：静态内部类式 好于 一般懒汉式