单例模式

概念

• 单例模式（Singleton Pattern）是 Java 中最简单的设计模式之一。这种类型的设计模式属于创建型模式，它提供了一种创建对象的最佳方式。
• 这种模式涉及到一个单一的类，该类负责创建自己的对象，同时确保只有单个对象被创建。这个类提供了一种访问其唯一的对象的方式，可以直接访问，不需要实例化该类的对象。

结构

单例模式的主要有以下角色：

• 单例类。只能创建一个实例的类
• 访问类。使用单例类

单例模式的实现

饿汉式

• 类加载的时候就会创建该单例对象

静态变量方式

• 实现过程

  

• 优点：简单

• 缺点：instance对象是随着类的加载而创建的，可能造成类加载的时候，同时对象在内存中创建，但是对象并不使用造成内存的浪费。单例模式一般是调用getInstance方法的时候进行加载的，但也不排除其他加载的情况。

静态代码块

• 实现过程

  

其实和静态变量的原理是一样的，都是在<clinit>()执行，完成静态变量的初始化

• 饿汉式的缺点：类在执行<clinit>()方法的时候会对静态内容完成初始化，这个时候就在内存中创建对象了。

懒汉式

• 类加载不会导致该单例对象被创建，只有在首次使用的时候该对象才会被创建

线程不安全

• 实现

  

加入synchronized保证线程安全，但是每次getInstance都需要同步。也就是每次读操作都需要synchronized，这里是没必要的

• 优点：在使用的时候才完成初始化，在内存中创建对象

双重检查锁

• 实现

  

• 存在的问题：指令重排序

  使用volatile修饰

• 添加 volatile 关键字之后的双重检查锁模式是一种比较好的单例实现模式，能够保证在多线程的情况下线程安全也不会有性能问题。【推荐使用】

静态内部类

• 实现

  由于 JVM 在加载外部类的过程中, 是不会加载静态内部类的, 只有内部类的属性/方法被调用时才会被加载, 并初始化其静态属性。静态属性由于被 static 修饰，保证只被实例化一次，并且严格保证实例化顺序。

枚举方式

• 实现

  

破坏单例模式

• 使上面定义的单例类（Singleton）可以创建多个对象，枚举方式除外。有两种方式，分别是序列化和反射。

• 序列化和反序列化破坏单例模式

  单例需要实现Serialable接口

• 反射破坏单例模式

  将私有构造方法取消访问检查，这样就可以调用构造方法创建对象

解决单例模式被破坏

• 解决序列化方式创建的对象

  在Singleton类中添加readResolve()方法，在反序列化时被反射调用，如果定义了这个方法，就返回这个方法的值，如果没有定义，则返回新new出来的对象。

可以看到通过反序列化创建的是同一个对象

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原理

如果是对象类

同样可以看到枚举类也有反序列化机制

进入到readOrdinaryObject

查看如何判断是否有readResolve()方法的

• 解决反射破坏单例模式

  思路：多次调用构造方法抛出异常

JDK源码-Runtime类

• 经典饿汉式单例模式