[Java知识库]单例模式——小白总结

单例模式——小白总结

设计模式（Design pattern），提供了在软件开发过程中面临的一些问题的最佳解决方案，是Java开发者必修的一门课程。主要分创建型模式、结构型模式和行为型模式。其中接下来我们要写的是单例模式，属于创建型模式。

单例模式（Singletom Pattern）是指确保一个类在任何情况下都绝对只有一个实例，并提供全局访问点。

关键词：隐藏其所有的构造方法 属于创建型模式 确保任何情况下都绝对只有一个实例

应用：ServletContext、ServletConfig、ApplicationContext、DBPool

常见写法：饿汉式单例、懒汉式单例、注册式单例、ThreadLocal单例

1、饿汉式单例

类加载时就会创建。不管你用不用，都进行初始化。

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加静态代码块的：

注意点：final关键字，可以防止通过反射机制对你私有化的构造方法覆盖。

优点：够安全，不管你是否多线程，都能保证你创建的是同一个对象。

缺点：每次初始化的时候就创建对象，如果成千上万个线程调用，会造成内存的浪费。

2、懒汉式单例

顾名思义，只有调用时才创建

1、双重检测锁

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说明：不在方法外面加锁，在方法内部加，也是优化性能

最外层循环的作用：过滤掉大部分线程，不走同步方法，提高

volatile关键字的作用：解决指令重排问题（2、3顺序会颠倒）

? CPU执行时会转换成JVM指令执行

? 1、分配内存给这个对象

? 2、初始化对象

? 3、将初始化好的对象和内存地址建立关联、赋值

? 4、用户初次访问

2、静态内部类

原理：巧妙利用类的加载机制：内部类先加载，LazyHolder里面的逻辑需要外部方法调用时才执行，属于JVM底层的实现逻辑。

优点：没用到synchronized，保证了效率。

缺点：和饿汉式单例一样，不能控制实例初始化。

构造方法里面加判断，避免反射攻击，其他单例也一样。

接下来我们看一下每加判断和加了判断的反射攻击

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运行结果：

[外链图片转存失败,源站可能有防盗链机制,建议将图片保存下来直接上传(img-DRsDy1zQ-1627743930079)(https://i.loli.net/2021/07/31/5yFabWui7rO2Jhp.png)]

说明：通过构造方法反射调用单例，他会得到不一样的对象，不符合单例模式。

3、注册式单例

将每一个实例都缓存到统一的容器中，使用唯一标识获取实例

1、枚举式单例（推荐）最安全

可以防止序列化攻击和反射攻击

从JDK层面就为枚举不被序列化和反射破坏做了判断

通过看他的反编译 属于饿汉式单例，安全性没得说

2、容器单例

spring中实现的单例，优点方面管理懒加载，缺点：需要加synchronized关键字，不然getBean方法不安全（如果多线程，多并发的情况下）

4、ThreadLocal单例

应用：使用ThreadLocal来实现多数据源动态切换（数据源路由）

线程伪安全，在线程里面安全

结果：

说明：他是通过对应的线程作为key，获取值，每一个key都是线程安全的。

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5、序列化单例

测试：

不重写readObject()方法会造成两次创建对象不一致的结果

说明：他会先去判断有没有readObject方法

单例模式的优缺点：

优点：1、在内存中只有一个实例，避免了内存开销

? 2、可以避免对资源的多重占用

? 3、设置全局访问点，严格控制访问

缺点：1、没有接口，扩展困难

? 2、如果要扩展单例对象，只能修改代码，不满足开闭原则的设计思路

总结、

1、私有化构造器

2、保证线程安全

3、延迟加载

4、防止序列化和反序列化破坏单例

? 2、可以避免对资源的多重占用

? 3、设置全局访问点，严格控制访问

缺点：1、没有接口，扩展困难

? 2、如果要扩展单例对象，只能修改代码，不满足开闭原则的设计思路

总结、

1、私有化构造器

2、保证线程安全

3、延迟加载

4、防止序列化和反序列化破坏单例

5、防止反射攻击