漫画:如何写出更优雅的单例模式?
上一次为大家介绍了单例模式的基本概念和几种实现方式,没看过的小伙伴们可以点击下面链接:
漫画:什么是单例设计模式?
如果懒得去看也不要紧,让我们来简单回顾一下。
线程安全的懒汉型单例模式:
public class Singleton { private Singleton() {} //私有构造函数 private volatile static Singleton instance = null; //单例对象 //静态工厂方法 public static Singleton getInstance() { if (instance == null) { //双重检测机制 synchronized (Singleton.class){ //同步锁 if (instance == null) { //双重检测机制 instance = new Singleton(); } } } return instance; } }
该实现方式有几个值得注意的技术点:
使用双重锁检测机制,确保并发情况下instance对象不会被重复初始化。 使用volatile修饰符,防止指令重排引发的初始化问题。
这个实现方式虽然保证了线程安全,但仍然存在一些缺陷,如何写出更优雅的单例模式呢?让我们进入今天的主题。
用静态内部类实现单例模式:
public class Singleton { private static class LazyHolder { private static final Singleton INSTANCE = new Singleton(); } private Singleton (){} public static Singleton getInstance() { return LazyHolder.INSTANCE; } }
这里有几个需要注意的点:
1.从外部无法访问静态内部类LazyHolder,只有当调用Singleton.getInstance方法的时候,才能得到单例对象INSTANCE。
2.INSTANCE对象初始化的时机并不是在单例类Singleton被加载的时候,而是在调用getInstance方法,使得静态内部类LazyHolder被加载的时候。因此这种实现方式是利用classloader的加载机制来实现懒加载,并保证构建单例的线程安全。
如何利用反射打破单例模式的约束?其实很简单,我们来看下代码。
利用反射打破单例:
//获得构造器 Constructor con = Singleton.class.getDeclaredConstructor(); //设置为可访问 con.setAccessible(true); //构造两个不同的对象 Singleton singleton1 = (Singleton)con.newInstance(); Singleton singleton2 = (Singleton)con.newInstance(); //验证是否是不同对象 System.out.println(singleton1.equals(singleton2));
代码可以简单归纳为三个步骤:
第一步,获得单例类的构造器。
第二步,把构造器设置为可访问。
第三步,使用newInstance方法构造对象。
最后为了确认这两个对象是否真的是不同的对象,我们使用equals方法进行比较。毫无疑问,比较结果是false。
用枚举实现单例模式:
public enum SingletonEnum { INSTANCE; }
让我们来做一个实验,仍然执行刚才的反射代码:
//获得构造器 Constructor con = SingletonEnum.class.getDeclaredConstructor(); //设置为可访问 con.setAccessible(true); //构造两个不同的对象 SingletonEnum singleton1 = (SingletonEnum)con.newInstance(); SingletonEnum singleton2 = (SingletonEnum)con.newInstance(); //验证是否是不同对象 System.out.println(singleton1.equals(singleton2));
执行结果如下:
Exception in thread "main" java.lang.NoSuchMethodException: com.heitian.ssm.utils.SingletonEnum.<init>() at java.lang.Class.getConstructor0(Class.java:2892) at java.lang.Class.getDeclaredConstructor(Class.java:2058) at com.heitian.ssm.utils.SingletonTest.main(SingletonTest.java:22) at sun.reflect.NativeMethodAccessorImpl.invoke0(Native Method) at sun.reflect.NativeMethodAccessorImpl.invoke(NativeMethodAccessorImpl.java:57) at sun.reflect.DelegatingMethodAccessorImpl.invoke(DelegatingMethodAccessorImpl.java:43) at java.lang.reflect.Method.invoke(Method.java:606) at com.intellij.rt.execution.application.AppMain.main(AppMain.java:134)
几点补充:
使用枚举实现的单例模式,不但可以防止利用反射强行构建单例对象,而且可以在枚举类对象被反序列化的时候,保证反序列的返回结果是同一对象。
对于其他方式实现的单例模式,如果既想要做到可序列化,又想要反序列化为同一对象,则必须实现readResolve方法。
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