一、什么是单例
保证一个类只有一个实例,并且提供一个访问该全局访问点
二、那些地方用到了单例模式
- 网站的计数器,一般也是采用单例模式实现,否则难以同步。
- 应用程序的日志应用,一般都是单例模式实现,只有一个实例去操作才好,否则内容不好追加显示。
- 多线程的线程池的设计一般也是采用单例模式,因为线程池要方便对池中的线程进行控制
- Windows的(任务管理器)就是很典型的单例模式,他不能打开俩个
- windows的(回收站)也是典型的单例应用。在整个系统运行过程中,回收站只维护一个实例。
三、单例优缺点
优点:
- 在单例模式中,活动的单例只有一个实例,对单例类的所有实例化得到的都是相同的一个实例。这样就防止其它对象对自己的实例化,确保所有的对象都访问一个实例
- 单例模式具有一定的伸缩性,类自己来控制实例化进程,类就在改变实例化进程上有相应的伸缩性。
- 提供了对唯一实例的受控访问。
- 由于在系统内存中只存在一个对象,因此可以节约系统资源,当需要频繁创建和销毁的对象时单例模式无疑可以提高系统的性能。
- 允许可变数目的实例。
- 避免对共享资源的多重占用。
缺点:
- 不适用于变化的对象,如果同一类型的对象总是要在不同的用例场景发生变化,单例就会引起数据的错误,不能保存彼此的状态。
- 由于单利模式中没有抽象层,因此单例类的扩展有很大的困难。
- 单例类的职责过重,在一定程度上违背了“单一职责原则”。
- 滥用单例将带来一些负面问题,如为了节省资源将数据库连接池对象设计为的单例类,可能会导致共享连接池对象的程序过多而出现连接池溢出;如果实例化的对象长时间不被利用,系统会认为是垃圾而被回收,这将导致对象状态的丢失。
四、单例模式使用注意事项:
- 使用时不能用反射模式创建单例,否则会实例化一个新的对象
- 使用懒单例模式时注意线程安全问题
- 饿单例模式和懒单例模式构造方法都是私有的,因而是不能被继承的,有些单例模式可以被继承(如登记式模式)
五、单例防止反射漏洞攻击
private static boolean flag = false;
private Singleton() {
if (flag == false) {
flag = !flag;
} else {
throw new RuntimeException("单例模式被侵犯!");
}
}
public static void main(String[] args) {
}
六、如何选择单例创建方式
- 如果不需要延迟加载单例,可以使用枚举或者饿汉式,相对来说枚举性好于饿汉式。
- 如果需要延迟加载,可以使用静态内部类或者懒汉式,相对来说静态内部类好于懒韩式。
- 最好使用饿汉式
七、单例创建方式
(主要使用懒汉和懒汉式)
- 饿汉式:类初始化时,会立即加载该对象,线程天生安全,调用效率高。
- 懒汉式: 类初始化时,不会初始化该对象,真正需要使用的时候才会创建该对象,具备懒加载功能。
- 静态内部方式:结合了懒汉式和饿汉式各自的优点,真正需要对象的时候才会加载,加载类是线程安全的。
- 枚举单例: 使用枚举实现单例模式 优点:实现简单、调用效率高,枚举本身就是单例,由jvm从根本上提供保障!避免通过反射和反序列化的漏洞, 缺点没有延迟加载。
- 双重检测锁方式 (因为JVM本质重排序的原因,可能会初始化多次;如果使用的话需要添加volatile关键字,防止重排序)
1、饿汉式
饿汉式:类初始化时,会立即加载该对象,线程天生安全,调用效率高。
/**
* 饿汉式
*/
public class HungrySingleton {
//类初始化时,会立即加载该对象,线程安全,调用效率高
private static HungrySingleton hungrySingleton = new HungrySingleton();
public static HungrySingleton getInstance() {
return hungrySingleton;
}
public static void main(String[] args) {
HungrySingleton singleton1 = HungrySingleton.getInstance();
HungrySingleton singleton2 = HungrySingleton.getInstance();
System.out.println(singleton1 == singleton2);
}
}
2、懒汉式
懒汉式: 类初始化时,不会初始化该对象,真正需要使用的时候才会创建该对象,具备懒加载功能。
/**
* 懒汉式
*/
public class LazySingleton {
//类初始化时,不会初始化该对象,真正需要使用的时候才会创建该对象。
private static LazySingleton lazySingleton;
private LazySingleton() {
System.out.println("私有LazySingleton构造参数初始化");
}
private synchronized static LazySingleton getInstance() {
if (lazySingleton == null) {
lazySingleton = new LazySingleton();
}
return lazySingleton;
}
public static void main(String[] args) {
LazySingleton s1 = LazySingleton.getInstance();
LazySingleton s2 = LazySingleton.getInstance();
System.out.println(s1 == s2);
}
}
3、静态内部类
静态内部方式:结合了懒汉式和饿汉式各自的优点,真正需要对象的时候才会加载,加载类是线程安全的。
/**
* 静态内部单例
*/
public class InternalSingleton {
private InternalSingleton(){
System.out.println("私有InternalSingleton构造参数初始化");
}
public static class SingletonClassInstance {
private static final InternalSingleton SINGLETON = new InternalSingleton();
}
// 方法没有同步
public static InternalSingleton getInstance() {
return SingletonClassInstance.SINGLETON;
}
public static void main(String[] args) {
InternalSingleton s1 = InternalSingleton.getInstance();
InternalSingleton s2 = InternalSingleton.getInstance();
System.out.println(s1 == s2);
}
}
4、枚举单例式
- 枚举单例:使用枚举实现单例模式
- 优点:实现简单、调用效率高,枚举本身就是单例,由jvm从根本上提供保障!避免通过反射和反序列化的漏洞
- 缺点:没有延迟加载。
/**
* 使用枚举实现单例模式 优点:实现简单、枚举本身就是单例,由jvm从根本上提供保障!避免通过反射和反序列化的漏洞 缺点没有延迟加载
*/
public class EnumSingleton {
public static EnumSingleton getInstance() {
return Enum.INSTANCE.getInstance();
}
public static void main(String[] args) {
EnumSingleton s1 = EnumSingleton.getInstance();
EnumSingleton s2 = EnumSingleton.getInstance();
System.out.println(s1 == s2);
}
//定义枚举
private static enum Enum {
INSTANCE;
// 枚举元素为单例
private EnumSingleton enumSingleton;
private Enum() {
System.out.println("枚举EnumSingleton私有构造参数");
enumSingleton = new EnumSingleton();
}
public EnumSingleton getInstance() {
return enumSingleton;
}
}
}
5、双重检测锁方式
双重检测锁方式 (因为JVM本质重排序的原因,可能会初始化多次;如果使用的话需要添加volatile关键字,防止重排序)
/**
* 双重检测锁方式
*/
public class TwoLockSingleton {
private static TwoLockSingleton singleton;
private TwoLockSingleton() {
System.out.println("私有TwoLockSingleton构造参数初始化");
}
public static TwoLockSingleton getInstance() {
if (singleton == null) {
synchronized (TwoLockSingleton.class) {
if (singleton == null) {
singleton = new TwoLockSingleton();
}
}
}
return singleton;
}
public static void main(String[] args) {
TwoLockSingleton s1 = TwoLockSingleton.getInstance();
TwoLockSingleton s2 = TwoLockSingleton.getInstance();
System.out.println(s1 == s2);
}
}
作者:donleo123
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