java双重检查机制 java双重校验锁

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Aceryt 2024-08-10 15:23:49

文章标签 java双重检查机制 java Java 实例化 ci 文章分类 Java 后端开发

参考博客：
1.单例和多例的区别
[url][/url]
2.Java：单例模式的七种写法

3.Java Singleton
[url][/url]
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【单例类的5种写法】
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1、饿汉方式

/**
 * 饿汉，初始化时即生成
 * @author franciswmf
 *这种方式基于classloder机制避免了多线程的同步问题，不过，instance在类装载时就实例化，
 *虽然导致类装载的原因有很多种，在单例模式中大多数都是调用getInstance方法， 
 *但是也不能确定有其他的方式（或者其他的静态方法）导致类装载，这时候初始化instance显然没有达到lazy loading的效果。
 */
public class TraditionalSingleton {
	private TraditionalSingleton(){
		System.out.println("TraditionalSingleton constructor execute");
	}
	private static TraditionalSingleton singleton=new TraditionalSingleton();

	public static TraditionalSingleton getInstance(){
		return singleton;
	}
}

2、懒汉方式

/**
 * 懒汉，线程安全(但效率低)
 * @author franciswmf
 *这种写法能够在多线程中很好的工作，而且看起来它也具备很好的lazy loading，
 *但是，遗憾的是，效率很低，99%情况下不需要同步。
 */
public class LazySingleton {
	private static LazySingleton instance;
	private LazySingleton(){
		System.out.println("LazySingleton constructor execute");
	}
	public static synchronized LazySingleton getInstance(){//加synchronized同步关键字
		if(null==instance){
			instance=new LazySingleton();
		}
		return instance;
	}
}

3、静态内部类方式

/**
 * 静态内部类方式
 * @author franciswmf
 *这种方式同样利用了classloder的机制来保证初始化instance时只有一个线程，
 *它跟第三种和第四种方式不同的是（很细微的差别）：第三种和第四种方式是只要Singleton类被装载了，
 *那么instance就会被实例化（没有达到lazy loading效果），而这种方式是Singleton类被装载了，
 *instance不一定被初始化。因为SingletonHolder类没有被主动使用，只有显示通过调用getInstance方法时，
 *才会显示装载SingletonHolder类，从而实例化instance。想象一下，如果实例化instance很消耗资源，
 *我想让他延迟加载，另外一方面，我不希望在Singleton类加载时就实例化，因为我不能确保Singleton类还可能在其他的地方被主动使用从而被加载，
 *那么这个时候实例化instance显然是不合适的。这个时候，这种方式相比第三和第四种方式就显得很合理。

 */
public class StaticInnerClassSingleton {
	private StaticInnerClassSingleton(){
		System.out.println("StaticInnerClassSingleton constructor execute");
	}
	private static class InnerFactory{
		private static final StaticInnerClassSingleton instance=new StaticInnerClassSingleton();//内部类
	}

	public static StaticInnerClassSingleton getInstance(){
		return InnerFactory.instance;
	}

}

4、双重校验锁方式

/**
 * 双重校验锁
 * @author franciswmf
 *这个是Singleton3方式的升级版，俗称双重检查锁定，
 *详细介绍请查看：http://www.ibm.com/developerworks/cn/java/j-dcl.html
 *在JDK1.5之后，双重检查锁定才能够正常达到单例效果。
 */
public class DoubleCheckSingleton {

	private DoubleCheckSingleton(){
		System.out.println("DoubleCheckSingleton constructor execute");
	}
	private volatile static DoubleCheckSingleton singleton;
	//
	public static DoubleCheckSingleton getInstance(){
		if(singleton==null){
			synchronized(DoubleCheckSingleton.class){
				if(singleton==null){
					singleton=new DoubleCheckSingleton();
				}
			}
		}
		return singleton;
	}

}

5、枚举方式

/**
 * 枚举
 * 这种方式是Effective Java作者Josh Bloch 提倡的方式，它不仅能避免多线程同步问题，而且还能防止反序列化重新创建新的对象，
 * 可谓是很坚强的壁垒啊，不过，个人认为由于1.5中才加入enum特性，用这种方式写不免让人感觉生疏，在实际工作中，我也很少看见有人这么写过。
 * @author franciswmf
 *
 */
public enum EnumSingleton {
	INSTANCE;
	EnumSingleton(){
		System.out.println("EnumSingleton constructor execute");
	}

}

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【用Reflection + SetAccessable()来攻击单例，如果能创建出两份单例，就认为攻击成功】

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public class ReflectionAttack {

	/**
	 * 1-TraditionalSingleton-饿汉方式
	 * @throws Exception
	 */
	private static void attackTraditionalSingleton() throws Exception{
		Class<TraditionalSingleton> class_a=TraditionalSingleton.class;
		Constructor<TraditionalSingleton> constructor_a=class_a.getDeclaredConstructor();
		constructor_a.setAccessible(true);
		TraditionalSingleton obj=constructor_a.newInstance();
		obj=TraditionalSingleton.getInstance();
	}
	/**
	 * 2-LazySingleton-懒汉方式
	 * @throws Exception
	 */
	private static void attackLazySingleton() throws Exception{
		Class<LazySingleton> class_a=LazySingleton.class;
		Constructor<LazySingleton> constructor_a=class_a.getDeclaredConstructor();
		constructor_a.setAccessible(true);
		LazySingleton obj=constructor_a.newInstance();
		obj=LazySingleton.getInstance();
	}
	/**
	 * 3-StaticInnerClassSingleton-静态内部类方式
	 * @throws Exception
	 */
	private static void attackStaticInnerClassSingleton() throws Exception{
		Class<StaticInnerClassSingleton> class_a=StaticInnerClassSingleton.class;
		Constructor<StaticInnerClassSingleton> constructor_a=class_a.getDeclaredConstructor();
		constructor_a.setAccessible(true);
		StaticInnerClassSingleton obj=constructor_a.newInstance();
		obj=StaticInnerClassSingleton.getInstance();
	}
	/**
	 * 4-DoubleCheckSingleton-双重校验锁方式
	 * @throws Exception
	 */
	private static void attackDoubleCheckSingleton() throws Exception{
		Class<DoubleCheckSingleton> class_a=DoubleCheckSingleton.class;
		Constructor<DoubleCheckSingleton> constructor_a=class_a.getDeclaredConstructor();
		constructor_a.setAccessible(true);
		DoubleCheckSingleton obj=constructor_a.newInstance();
		obj=DoubleCheckSingleton.getInstance();
	}
	/**
	 * 5-EnumSingleton-枚举方式
*Java的单例模式在Effective Java里面有权威的做法，就是用Enum。这是最完美的做法。它
*利用Java自身语言机制保证了内存中只有一份拷贝，同时它也让那些想通过Reflection + *setAccessable()的攻击单例的做法失败。
	 * @throws Exception
	 */
	private static void attackEnumSingleton() throws Exception{
		Class<EnumSingleton> class_a=EnumSingleton.class;
		Constructor<EnumSingleton> constructor_a=class_a.getDeclaredConstructor();
		constructor_a.setAccessible(true);
		EnumSingleton obj=constructor_a.newInstance();
		obj=EnumSingleton.INSTANCE;
	}
	public static void main(String[] args) throws Exception {
		attackTraditionalSingleton();//输出2次
		attackLazySingleton();//输出2次
		attackStaticInnerClassSingleton();//输出2次
		attackDoubleCheckSingleton();//输出2次
		attackEnumSingleton();//抛出异常：NoSuchMethodException
	}
}

输出结果console截图：

java双重检查机制 java双重校验锁_ci